到達目標
電磁場での基本的な現象や法則など(アンペアの右ねじの法則、ビオ・サバ―ルの法則、アンペアの法則、磁界のベクトル・ポテンシャル、ホール効果、ファラデーの法則、磁性体の磁化率、透磁率、ヒステリシス、マクスウェルの方程式、ポインティング・ベクトル)を理解して以下の列記した各項目を行うことができる。
(1)電磁気学の簡単な問題を解く際にこれらの法則を活用して式を立て解を導くことができる。
(2)電磁場での基本的な法則を適用できる複合・融合領域に関する課題について、電磁気学の知識を適用し、考察することができる。(B1-3)
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 |
1.電磁気学の簡単な問題を解く際にこれらの法則を活用して式を立て解を導くことができる。 | □電磁場での基本的な法則を理解して、電磁気学の応用的な問題を解くことができる。 | □アンペアの右ねじの法則、ビオ・サバ―ルの法則、アンペアの法則、磁界のベクトル・ポテンシャル、ファラデーの法則、磁性体の磁化率、透磁率、ヒステリシス、マクスウェルの方程式、ポインティング・ベクトルを用いて、簡単な問題を解くことができる。 | □アンペアの右ねじの法則、ビオ・サバ―ルの法則、アンペアの法則、磁界のベクトル・ポテンシャル、ファラデーの法則、磁性体の磁化率、透磁率、ヒステリシス、マクスウェルの方程式、ポインティング・ベクトルを知っている。 |
2.電磁場での基本的な法則を適用できる複合・融合領域に関する課題について、電磁気学の知識を適用し、考察することができる。(B1-3) | □電磁場での基本的な法則を理解して、例えば電動機のトルクやモーメントを求めることができる。 | □電磁場での基本的な法則を理解し、例えば電動機が回転する原理を説明することができる。 | □電磁場での基本的な法則を知っているが、電磁気学を用いて解く課題に適用できない。 |
3.ノート評価 | □授業中に板書した内容をノートに整理して記述し、誰が見ても分かりやすいノートになっている。 | □授業中に板書した内容をノートに整理して記述している。 | □授業内容のメモを残している。 |
学科の到達目標項目との関係
実践指針 (B1)
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実践指針のレベル (B1-3)
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【本校学習・教育目標(本科のみ)】 2
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【プログラム学習・教育目標 】 B
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教育方法等
概要:
電磁気学は、力学と並んで物理学の基礎をなす重要な分野である。電磁気学では、その名の示すように、電気と磁気の現象を対象とする。電磁場は電荷や電流の働きによって空間に生じるある種の変化であり、それは力学で扱う「物体の運動」と違って、目に見えない。電磁気についての日常経験、電磁場に対する実感というものが皆無に等しい。電磁気学Ⅰで学んだ簡単な静電場(時間的に変動しない静的な電場)を基礎として、電磁気学Ⅱでは「第7章 磁界」「第8章 電磁誘導」「第9章 インダクタンス」「第11章 磁性体」「第12章 電磁波」について学ぶ。
授業の進め方・方法:
授業は、自ら学び理解することを実践するため、毎回、授業計画で示した範囲の簡単な課題プリントを提出する。
注意点:
1.試験や課題レポート等は、JABEE 、大学評価・学位授与機構、文部科学省の教育実施検査に使用することがあります。
2.授業参観される教員は当該授業が行われる少なくとも1週間前に教科目担当教員へ連絡してください。
3.到達目標2(B1-3)については、標準基準(6割)以上で、かつ科目全体で60点以上の場合に合格とする。
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 |
ガイダンス |
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2週 |
第7章 磁界 |
7.1 磁気現象、7.2 アンペアの右ねじの法則、7.3 ビオ・サバ―ルの法則 7.3.1 無限長線上電流による磁界、7.3.2 円形電流による磁界
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3週 |
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7.3.3 無限長ソレノイドの中心軸上の磁界 7.4 アンペアの法則、7.5 磁界のポテンシャル
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4週 |
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7.6 磁界中の電流(運動電荷)の受ける力 7.7 平行導線の電流間に働く電磁力、7.9 ホール効果、7.10 電磁力による仕事
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5週 |
第8章 電磁誘導 |
8.1 ファラデーの法則 8.2 交流の発生、8.3 磁界中を運動する導体に生じる起電力
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6週 |
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8.4 電気・機械エネルギー変換、8.5 渦電流
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7週 |
第9章 インダクタンス |
9.1 自己インダクタンス、9.2 相互インダクタンス 9.3 相互インダクタンスと自己インダクタンスとの関係
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8週 |
後期中間試験 |
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4thQ |
9週 |
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9.4 インダクタンスの接続、9.5 インダクタンスの計算例 9.6 磁界に蓄えられるエネルギー
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10週 |
第11章 磁性体 |
11.1 物質の磁性、11.2 磁化の強さ、11.3 磁化率と透磁率 11.4 強磁性体の磁化、11.5 磁化に要するエネルギー
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11週 |
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11.6 ヒステリシス損失、11.7 磁気回路、11.8 エアギャップをもつ磁気回路
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12週 |
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11.9 飽和特性をもつ鉄心とエアギャップとからなる磁気回路 11.10 磁束についてのガウスの法則
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13週 |
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11.11 境界面におけるBとH 11.12 棒状磁性体の磁化、11.13 永久磁石
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14週 |
第12章 電磁波 |
12.1 変位電流、12.2 マクスウェルの方程式 12.3 マクスウェルの方程式の解(波動方程式)
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15週 |
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12.4 平面波、12.5 損失のある誘電体中の電磁波、12.6 導体と電磁波
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16週 |
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12.7 ポインティング・ベクトル
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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 |
評価割合
| 中間試験 | 期末試験 | 課題プリント | ノート評価 | 合計 |
総合評価割合 | 30 | 30 | 30 | 10 | 100 |
基礎的能力 | 30 | 30 | 30 | 10 | 100 |