到達目標
【目的】
電気電子工学を履修するために必要な基礎学力を身につけるために、電磁気学に関する現象・法則を理解し、基本的な計算ができるようになる。電磁気学Ⅰでは静電界について学ぶが、本講義では磁界に関する諸現象について学ぶ。
【到達目標】
１．電流が作る磁界をビオサバールの法則やアンペールの法則に基づいて計算できる。
２．磁界中の電流に働く力について説明でき、基本的な計算ができる。
３．磁性体と磁化及び磁束密度を説明でき、基本的な計算ができる。
４．電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。
５．自己誘導と相互誘導を説明でき、自己インダクタンスと相互インダクタンスの計算ができる。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 最低限の到達レベルの目安(可) | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | ビオサバールの法則やアンペールの法則を用いて応用問題を解くことができる。 | ビオサバールの法則やアンペールの法則を説明でき、基本的な問題を解くことができる。 | ビオサバールの法則やアンペールの法則を知っている。 | ビオサバールの法則やアンペールの法則を知っていない。 |
| 評価項目2 | 磁界中の電流に働く力について理解し、諸量を導き出せる。 | 磁界中の電流に働く力について説明でき、諸量を計算できる。 | 磁界中の電流に働く力について知っている。 | 磁界中の電流に働く力について知っていない。 |
| 評価項目3 | 磁性体と磁化及び磁束密度を理解し、諸量を導き出せる。 | 磁性体と磁化及び磁束密度を説明でき、諸量を計算できる。 | 磁性体と磁化及び磁束密度について知っている。 | 磁性体と磁化及び磁束密度について知っていない。 |
| 評価項目4 | 電磁誘導を理解し、誘導起電力を導き出せる。 | 電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。 | 電磁誘導について知っている。 | 電磁誘導について知っていない。 |
| 評価項目5 | 自己誘導と相互誘導を理解し、自己及び相互インダクタンスを導き出せる。 | 自己誘導と相互誘導を説明でき、自己及び相互インダクタンスを計算できる。 | 自己誘導と相互誘導について知っている。 | 自己誘導と相互誘導について知っていない。 |
学科の到達目標項目との関係
JABEE (c)
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JABEE (d)
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学習・教育目標 C6
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教育方法等
概要:
本科目は電気工学科で学ぶ電磁気学のうちの１科目であり、静磁界、電磁力、磁性体、電磁誘導、インダクタンスについて学習する。板書による説明と演習を主とした授業である。2週に1回、小テストを実施する。
授業の進め方・方法:
授業は、教員による教科書と板書を中心にした説明をはじめの30分程度聞き、残り時間を演習時間に当てる。演習は、教科書の演習問題や配布資料を使って課題が指示される。
注意点:
授業を受ける上で、ベクトル、微分･積分学を理解していることが重要である。本科目は電気電子工学で重要な科目の一つで、4,5年での専門科目の多くはこの科目を基礎として授業を進めていくため、十分に理解することが重要である。なお、単位の修得には予習・復習等の自学自習が必須である。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
科目の概要、磁極と磁界、クーロンの法則、磁界の定義 |
基礎的事項ついて説明でき、基本的な計算ができる。
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| 2週 |
右ねじの法則、アンペアの周回積分の法則 |
右ねじの法則とアンペアの周回積分の法則を用いて、電流が作る磁界の向きと大きさを導出できる。
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| 3週 |
ビオ・サバールの法則 |
ビオ・サバールの法則を用いて、電流が作る磁界を計算できる。
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| 4週 |
磁気モーメント、磁性体と磁化 |
基礎的事項について説明でき、基本的な計算ができる。
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| 5週 |
磁束密度と磁化、および透磁率と磁化率の関係
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基礎的事項について説明でき、基本的な計算ができる。
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| 6週 |
自己減磁と反磁界、強磁性体の磁化 |
基礎的事項ついて説明でき、基本的な計算ができる。
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| 7週 |
磁気回路、磁束密度が一定でない場合の磁束の計算 |
基礎的事項について説明でき、基本的な計算ができる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
中間試験の振り返り |
中間試験で間違えた箇所について、間違えた原因を理解し、解くことができる。
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| 10週 |
磁界中の電流・荷電粒子に作用する力 |
基礎的事項ついて説明でき、基本的な計算ができる。
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| 11週 |
電磁誘導、渦電流、表皮効果
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基礎的事項ついて説明できる。
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| 12週 |
自己誘導と自己インダクタンス、相互誘導と相互インダクタンス |
基礎的事項について、基本的な計算ができる。
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| 13週 |
インダクタンスの接続、静磁エネルギー |
基礎的事項について説明でき、基本的な計算ができる。
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| 14週 |
インダクタンスの計算 |
インダクタンスについて基本的な計算ができる。
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| 15週 |
学年末試験 |
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| 16週 |
学年末試験の振り返り |
学年末試験で間違えた箇所について、間違えた原因を理解し、解くことができる。
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電磁気 | 電流が作る磁界をビオ・サバールの法則およびアンペールの法則を用いて説明でき、簡単な磁界の計算に用いることができる。 | 3 | 後1,後2,後3 |
| 電流に作用する力やローレンツ力を説明できる。 | 3 | 後4 |
| 磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。 | 3 | 後5,後6,後7 |
評価割合
| 試験 | 小テスト | レポート | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 20 | 10 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 40 | 10 | 10 | 0 | 0 | 0 | 60 |
| 専門的能力 | 30 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |