到達目標
エネルギーのつりあいを理解し，電気－機械結合系について磁気回路を用いて物理現象を
説明できること，電気－機械結合系の簡単な事例を解析できること，また，これを通して
エネルギー変換の概念を理解することで(D-1)および(D-2)の達成とする．
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 |
| 磁気回路を構成し物理量の計算ができる | 運動系を含む磁気回路を構成でき、磁測量および起電力の計算ができ | 基本的な磁気回路が構成でき、磁束量の計算ができ | 磁気抵抗が計算できない |
| 磁気エネルギーから機械出力への変換ができる | 運動系を含む磁気回路のエネルギーが計算でき、機械的出力を求められる | 基本的な磁気回路のエネルギーが計算でき、機械的出力を求められる | 磁気回路のエネルギーの計算ができない |
| 電気－機械結合系の等価回路を構成できる | 一般化座標を用いて、電気－機械結合系の等価回路を構成でき、等価回路への変換ができる | 電気－機械結合系の等価回路を構成でき、等価回路への変換ができる | 電気－機械結合系の等価回路を構成できない |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
電磁気学，回路理論を基礎として，磁性材料を利用した素子・機器などの応用事例について基礎理論，解析手法を習得する．
授業の進め方・方法:
・授業方法は講義を中心とし，演習を行う．
・適宜レポート課題を課すので，期限に遅れず提出すること．
なお，この科目は学修単位科目であり，授業時間30時間に加えて，自学自習時間60時間が必要である．事前・事後学習として課題等を与える．
注意点:
＜成績評価＞試験（70％），課題レポート（30％）として評価する．60点以上を合格とする．
＜オフィスアワー＞水曜日16:00～17:00，電子情報工学科棟１F教員室．
＜先修科目・後修科目＞先修科目：なし，後修科目：なし．
＜備考＞電磁気学，電気回路の知識を前提として講義を行なう．毎回の講義を復習して，全体像を把握することが重要である．
授業の属性・履修上の区分
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
エネルギー資源 |
・エネルギー変換の歴史を認識し，世界でのエネルギー
消費の現状を理解できる．
|
| 2週 |
電磁界のエネルギー |
・マックスウェルの電磁方程式の物理的意味を説明でき
る．エネルギーのつりあいを理解できる．
|
| 3週 |
ポインティングベクトルと磁界系の性質 |
・ポインティングベクトルの物理的意味を説明できる．
|
| 4週 |
静止系磁気回路の磁気抵抗とインダクタンス |
・磁気回路を理解し，電気と磁気の物理量の対応が説明
できる．
|
| 5週 |
運動系を含む電磁界の性質 |
・ローレンツ変換を用いた慣性座標系における電磁界方
程式を理解できる．
|
| 6週 |
電気－機械結合系の回路的性質 |
・電気－機械結合系において，磁気回路を用いて物理現
象を説明できる．
|
| 7週 |
電気－機械結合系のエネルギー |
・機械系を含む磁気回路においてエネルギー収支が説明
できる．
|
| 8週 |
磁気エネルギーによる機械力 |
・磁気エネルギーと機械的仕事の関係が説明できる．
|
| 2ndQ |
| 9週 |
静電エネルギーによる機械力 |
・静電エネルギーと機械的仕事の関係が説明できる．
|
| 10週 |
電気－機械結合系の解析 |
・電気－機械結合系の簡単な事例を解析できる．
|
| 11週 |
電気－機械系の伝達関数 |
・電気－機械結合系の簡単な事例について等価回路から
伝達関数を求めることができる．
|
| 12週 |
電気系と機械系の類推 |
・各系のエネルギー表現相互互換の体系が理解できる．
|
| 13週 |
変分問題とオイラーの方程式 |
・一般化座標によるラグランジェの運動方程式の考え方
を理解できる．
|
| 14週 |
ラングランジェの運動方程式 |
・簡単な事例についてラグランジェの運動方程式の適用
法が理解できる．
|
| 15週 |
永久磁石の取り扱い |
・永久磁石動作点設計の概念を理解できる．
|
| 16週 |
達成度試験 |
|
評価割合
| 試験 | 小テスト | 平常点 | レポート | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
| 配点 | 70 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |