到達目標
【目的】
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．電流が作る磁界をアンペアの周回積分の法則とビオサバ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 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | アンペアの周回積分の法則とビオサバールの法則を用いて応用問題を解くことができる。 | アンペアの周回積分の法則とビオサバ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。 | アンペアの周回積分の法則とビオサバールの法則を説明できず、基本的な問題を解くことができない。 |
| 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説明できず、諸量を計算できない。 |
| 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を説明できず、諸量を計算できない。 |
| 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。 | 電磁誘導を説明できず、誘導起電力を計算できない。 |
| 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を説明できず、自己及び相互インダクタンスを計算できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
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。
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に聞き、例題を学び、その後演習問題を解く、という流れである。冬休みにレポート課題を課して、10点分として評価します。
注意点:
授業を受ける上で、微分･積分学ならびに電気回路の基礎事項を理解していることが重要である。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。計算を行うので、毎期の
計算を行うので、毎回の授業で電卓を忘れずにもってくること。
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 |
磁極と磁界について基礎事項の説明および計算ができる。
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| 2週 |
磁極と磁界、右ねじの法則 |
磁極と磁界と右ねじの法則について理解し、基礎的な導出ができる。
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| 3週 |
アンペアの周回積分の法則 |
アンペアの周回積分の法則を用いて、電流が作る磁界を計算できる。
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| 4週 |
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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| 5週 |
磁性体と磁化、磁束密度と磁化 |
磁性体と磁化、磁束密度と磁化について説明できる。
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| 6週 |
強磁性体の磁化、磁気回路 |
強磁性体と磁気回路について基本的な計算ができる。
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| 7週 |
電磁力 |
電磁力の基本事項の説明と計算ができる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
電磁誘導 |
ファラデーの法則、レンツの法則を説明でき、基本的な計算ができる。
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| 10週 |
渦電流、表皮効果 |
渦電流と表皮効果についてその現象と原理を説明できる。
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| 11週 |
自己誘導と相互誘導 |
自己誘導、相互誘導について基礎的な計算ができる。
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| 12週 |
インダクタンスの接続、静磁のエネルギー |
インダクタンスの接続と磁界のエネルギー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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| 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 |
学年末試験前のまとめ |
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| 16週 |
学年末試験 |
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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 | 磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。 | 4 | 後5,後6 |
| 電流が作る磁界をビオ・サバールの法則を用いて計算できる。 | 4 | 後4 |
| 電流が作る磁界をアンペールの法則を用いて計算できる。 | 4 | 後3 |
| 磁界中の電流に作用する力を説明できる。 | 4 | 後7 |
| ローレンツ力を説明できる。 | 4 | 後7 |
| 磁気エネルギーを説明できる。 | 4 | 後12 |
| 電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。 | 4 | 後9,後10 |
| 自己誘導と相互誘導を説明できる。 | 4 | 後11 |
| 自己インダクタンス及び相互インダクタンスを求めることができる。 | 4 | 後13,後14 |
評価割合
| 試験 | レポート | | | | | 合計 |
| 総合評価割合 | 90 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 70 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 80 |
| 専門的能力 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |