電磁気学I

科目基礎情報

学校 石川工業高等専門学校 開講年度 2019
授業科目 電磁気学I
科目番号 16940 科目区分 専門 / 必修
授業形態 講義 単位の種別と単位数 履修単位: 2
開設学科 電子情報工学科 対象学年 3
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 ① 砂川重信「電磁気学 初めて学ぶ人のために」(培風館) 長岡洋介、丹慶勝市「例解 電磁気学演習」(岩波書店)
担当教員 竹下 哲義

到達目標

1.場の概念を説明できる。
2.クーロン力の計算ができる。
3.電場の計算ができる。
4.ガウスの法則の考え方を説明できる。
5.ガウスの法則を使って問題が解ける。
6.静電ポテンシャルが持つ意味を説明できる。
7.静電ポテンシャルの計算ができる。
8.電気双極子について説明できる。
9.電場のエネルギーについて説明できる。
10.コンデンサーの容量計算ができる。

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
到達目標 項目 1場の概念を理解・説明でき、その応用的な考え方が説明できる。場の概念を理解・説明でき、その基礎的な考え方が説明できる。場の概念を理解・説明できできない。
到達目標 項目 2, 3, 4, 5電場に関する応用的な問題の解決ができる。電場に関する基本的な問題の解決ができる。電場に関する問題の解決ができない。
到達目標 項目 6, 7, 8, 9, 10静電ポテンシャルに関する応用的な問題の解決ができる。静電ポテンシャルに関する基本的な問題の解決ができる。静電ポテンシャルに関する問題の解決ができない。

学科の到達目標項目との関係

本科学習目標 1 説明 閉じる
本科学習目標 2 説明 閉じる

教育方法等

概要:
電気と磁気という自然現象の基本ともいうべきものを対象とし、電磁気学 I と II に分け2年間で履修する。電磁気学 I の課程では基礎的な概念と時間的に変動しない電場や電位について基礎学力を養う。さらに、そのような考え方がさまざまな技術問題の解析に使われていることを学び、技術者として問題解決できるようにする。
授業の進め方・方法:
到達目標確認のための演習課題を与える。
【関連科目】数学,物理学
注意点:
教科書と演習書の問題や与えられた演習課題をすべて解いておく。
数学(特に微分や積分)の基礎知識を理解している必要がある。
【評価方法・評価基準】
中間試験(40%)、期末試験(40%)、小試験、課題演習(20%)で評価する。
ただし、前期末成績は前期中間試験(50%)と前期期末試験(50%)で評価する。
成績の評価基準として50点以上を合格とする。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 電磁気学とは 電磁気学の概念を理解し、説明できる。
2週 クーロンの法則 クーロンの法則を理解し、説明できる。
3週 ベクトル形式のクーロンの法則 ベクトル形式のクーロンの法則を理解し、説明できる。
4週 電場の基礎1 電場の基礎概念を理解し、説明できる。
5週 電場の基礎2 電場の応用概念を理解し、説明できる。
6週 電場の計算1 電場の基礎計算ができる。
7週 電場の計算2 電場の応用計算ができる。
8週 これまでの復習 場の概念を理解し、説明できる。
2ndQ
9週 電場の計算3 電場の高度な計算ができる。
10週 ガウスの法則の基礎1 ガウスの法則の基礎概念を理解し、説明できる。
11週 ガウスの法則の基礎2 ガウスの法則の発展的概念を理解し、説明できる。
12週 ガウスの法則の応用1 ガウスの法則を用いた基礎計算ができる。
13週 ガウスの法則の応用2 ガウスの法則を用いた応用計算ができる。
14週 ガウスの法則の応用3 ガウスの法則を用いた発展的計算ができる。
15週 前期復習
16週
後期
3rdQ
1週 静電ポテンシャルの基礎1 静電ポテンシャルの基礎概念を理解し、説明できる。
2週 静電ポテンシャルの基礎2 静電ポテンシャルの応用概念を理解し、説明できる。
3週 静電ポテンシャルの基礎3 静電ポテンシャルの発展的概念を理解し、説明できる。
4週 電気双極子1 電気双極子の基礎概念を理解し、説明できる。
5週 電気双極子2 電気双極子の応用概念を理解し、説明できる。
6週 連続的な電荷分布による静電ポテンシャル1 続的な電荷分布による静電ポテンシャルの基礎計算ができる。
7週 連続的な電荷分布による静電ポテンシャル2 連続的な電荷分布による静電ポテンシャルの応用計算ができる。
8週 これまでの復習 電場と静電ポテンシャルの概念を理解し、説明できる。
4thQ
9週 電気容量の基礎1 電気容量の基礎概念を理解し、説明できる。
10週 電気容量の基礎2 電気容量の応用概念を理解し、説明できる。
11週 電気容量の計算 電気容量の計算ができる。
12週 静電場のエネルギー 静電エネルギーの概念を理解し、説明できる。
13週 誘電体中の静電場 誘電体の概念を理解し、説明できる。
14週 誘電体と電気容量 誘電体をつめた電気容量の計算ができる。
15週 後期復習
16週

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情報系分野情報数学・情報理論集合に関する基本的な概念を理解し、集合演算を実行できる。4
集合の間の関係(関数)に関する基本的な概念を説明できる。4
ブール代数に関する基本的な概念を説明できる。4
論理代数と述語論理に関する基本的な概念を説明できる。4
離散数学に関する知識をアルゴリズムの設計、解析に利用することができる。4
情報量の概念・定義を理解し、実際に計算することができる。4
情報源のモデルと情報源符号化について説明できる。4
通信路のモデルと通信路符号化について説明できる。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合計
総合評価割合80000200100
基礎的能力0000000
専門的能力80000200100
分野横断的能力0000000