電磁波工学

科目基礎情報

学校 富山高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 電磁波工学
科目番号 0039 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 エコデザイン工学専攻 対象学年 専1
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 「電波工学」、プリント
担当教員 西島 健一

到達目標

1.電磁波の基本である平面電磁波の性質を理解し、説明できる。
2.電磁放射とEMCについて理解し、説明できる。
3.遠方界の電界強度(EMI)の簡単な計算ができ、EMI規制を満足させる手段を考察できる。

ルーブリック

理想的な到達レベルの目安(優)標準的な到達レベルの目安(良)未到達レベルの目安(不可)
評価項目1平面電磁波の性質を理解し、詳しく説明できる。平面電磁波の性質を理解し、説明できる。平面電磁波の性質を説明できない。
評価項目2電磁放射とEMCについて理解し、詳しく説明できる。電磁放射とEMCについて理解し、説明できる。電磁放射とEMCを説明できない。
評価項目3遠方界の電界強度(EMI)の簡単な計算ができ、EMI規制を満足させる手段を詳しく考察できる。遠方界の電界強度(EMI)の簡単な計算ができ、EMI規制を満足させる手段を考察できる。遠方界の電界強度(EMI)の簡単な計算ができない。そのため、EMI規制を満足させる手段を考察できない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
電磁波の基本である平面電磁波の性質を理解し、電磁放射とEMCについて学ぶ。

企業でEMCノイズ対策・設計およびCEマークなど国際規格取得を担当した経験を活かして、電磁放射の基礎と実際のノイズ問題となる
コモンモードノイズとその原因ファクタなどについて講義している。


授業の進め方・方法:
講義および演習をおこなう。適宜、課題演習に時間を充てる。また、課題に対し、発表形式を取り入れる。
注意点:
電気回路、電磁気学の知識を必要とする。
授業計画は,学生の理解度に応じて変更する場合がある。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 ガイダンス 電磁波工学の概要について把握する。
2週 フーリエ級数によるスペクトラム 電気回路特論との継続性を把握する。
3週 電磁波 電磁波の基本について学ぶ。
4週 平面波 平面波の基本について学ぶ。
5週 マクスウエルの方程式 マクスウエルの方程式の基本について学ぶ。
6週 微小ダイポールと電磁放射 微小ダイポールと電磁放射の基本について学ぶ。
7週 微小ダイポールと電磁放射 微小ダイポールと電磁放射の基本について学ぶ。
8週 EMC EMCの基本について学ぶ。
4thQ
9週 EMI規制を満たすための特性計算 特性計算例を基に簡単なEMIレベルの計算ができる。
10週 発表、レポート課題の提示と説明 提示課題に対し、次週からの発表に備える。
11週 課題の発表 各課題に対して発表し、レポートを提出する。
12週 課題の発表 各課題に対して発表し、レポートを提出する。
13週 レポート返却と補足説明 レポート結果を確認できる。
14週 テスト前整理 講義内容を整理し、テストに備える。
15週 テスト 内容の理解度を測るために、テストを実施する。
16週 テストの返却と解説 テスト結果を確認し、復習できる。

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
基礎的能力数学数学数学整式の加減乗除の計算や、式の展開ができる。4
因数定理等を利用して、4次までの簡単な整式の因数分解ができる。4
分数式の加減乗除の計算ができる。4
実数・絶対値の意味を理解し、絶対値の簡単な計算ができる。4
平方根の基本的な計算ができる(分母の有理化も含む)。4
複素数の相等を理解し、その加減乗除の計算ができる。4
解の公式等を利用して、2次方程式を解くことができる。4
因数定理等を利用して、基本的な高次方程式を解くことができる。4
簡単な連立方程式を解くことができる。4
無理方程式・分数方程式を解くことができる。4
1次不等式や2次不等式を解くことができる。4
恒等式と方程式の違いを区別できる。4
2次関数の性質を理解し、グラフをかくことができ、最大値・最小値を求めることができる。4
分数関数や無理関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。4
簡単な場合について、関数の逆関数を求め、そのグラフをかくことができる。4
累乗根の意味を理解し、指数法則を拡張し、計算に利用することができる。4
指数関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。4
指数関数を含む簡単な方程式を解くことができる。4
対数の意味を理解し、対数を利用した計算ができる。4
対数関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。4
対数関数を含む簡単な方程式を解くことができる。4
角を弧度法で表現することができる。4
三角関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。4
加法定理および加法定理から導出される公式等を使うことができる。4
三角関数を含む簡単な方程式を解くことができる。4
ベクトルの定義を理解し、ベクトルの基本的な計算(和・差・定数倍)ができ、大きさを求めることができる。4
平面および空間ベクトルの成分表示ができ、成分表示を利用して簡単な計算ができる。4
平面および空間ベクトルの内積を求めることができる。4
問題を解くために、ベクトルの平行・垂直条件を利用することができる。4
空間内の直線・平面・球の方程式を求めることができる(必要に応じてベクトル方程式も扱う)。4
行列の定義を理解し、行列の和・差・スカラーとの積、行列の積を求めることができる。4
逆行列の定義を理解し、2次の正方行列の逆行列を求めることができる。4
行列式の定義および性質を理解し、基本的な行列式の値を求めることができる。4
線形変換の定義を理解し、線形変換を表す行列を求めることができる。4
合成変換や逆変換を表す行列を求めることができる。4
平面内の回転に対応する線形変換を表す行列を求めることができる。4
簡単な場合について、関数の極限を求めることができる。4
微分係数の意味や、導関数の定義を理解し、導関数を求めることができる。4
積・商の導関数の公式を用いて、導関数を求めることがができる。4
合成関数の導関数を求めることができる。4
三角関数・指数関数・対数関数の導関数を求めることができる。4
逆三角関数を理解し、逆三角関数の導関数を求めることができる。4
関数の増減表を書いて、極値を求め、グラフの概形をかくことができる。4
極値を利用して、関数の最大値・最小値を求めることができる。4
簡単な場合について、関数の接線の方程式を求めることができる。4
2次の導関数を利用して、グラフの凹凸を調べることができる。4
関数の媒介変数表示を理解し、媒介変数を利用して、その導関数を求めることができる。4
不定積分の定義を理解し、簡単な不定積分を求めることができる。4
置換積分および部分積分を用いて、不定積分や定積分を求めることができる。4
定積分の定義と微積分の基本定理を理解し、簡単な定積分を求めることができる。4
分数関数・無理関数・三角関数・指数関数・対数関数の不定積分・定積分を求めることができる。4
簡単な場合について、曲線で囲まれた図形の面積を定積分で求めることができる。4
簡単な場合について、曲線の長さを定積分で求めることができる。4
簡単な場合について、立体の体積を定積分で求めることができる。4
2変数関数の定義域を理解し、不等式やグラフで表すことができる。4
合成関数の偏微分法を利用して、偏導関数を求めることができる。4
簡単な関数について、2次までの偏導関数を求めることができる。4
偏導関数を用いて、基本的な2変数関数の極値を求めることができる。4
2重積分の定義を理解し、簡単な2重積分を累次積分に直して求めることができる。4
極座標に変換することによって2重積分を求めることができる。4
2重積分を用いて、簡単な立体の体積を求めることができる。4
微分方程式の意味を理解し、簡単な変数分離形の微分方程式を解くことができる。4
簡単な1階線形微分方程式を解くことができる。4
定数係数2階斉次線形微分方程式を解くことができる。4
自然科学物理波動波の振幅、波長、周期、振動数、速さについて説明できる。4
横波と縦波の違いについて説明できる。4
波の重ね合わせの原理について説明できる。4
波の独立性について説明できる。4
2つの波が干渉するとき、互いに強めあう条件と弱めあう条件について計算できる。4
定常波の特徴(節、腹の振動のようすなど)を説明できる。4
電気電場・電位について説明できる。4
オームの法則から、電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。4
抵抗を直列接続、及び並列接続したときの合成抵抗の値を求めることができる。4
ジュール熱や電力を求めることができる。4
専門的能力分野別の専門工学電気・電子系分野電磁気電荷及びクーロンの法則を説明でき、点電荷に働く力等を計算できる。4
電界、電位、電気力線、電束を説明でき、これらを用いた計算ができる。4
ガウスの法則を説明でき、電界の計算に用いることができる。4
静電容量を説明でき、平行平板コンデンサ等の静電容量を計算できる。4
コンデンサの直列接続、並列接続を説明し、その合成静電容量を計算できる。4
磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。4
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
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
電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。4
自己誘導と相互誘導を説明できる。4
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

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他(レポート)合計
総合評価割合503000020100
基礎的能力0000000
専門的能力503000020100
分野横断的能力0000000