到達目標
１．ベクトルに関する基本的な計算ができる。
２．電場と電位の知識を利用して、静電場に関する基本的な問題を解くことができる。
３．電流と磁場の知識を利用して、静磁場と変動磁場に関する基本的な問題を解くことでができる。
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 |
| １．ベクトルに関する基本的な計算ができる。 | ベクトルの基礎を十分に理解しており、ベクトルに関する応用的な計算ができる。 | ベクトルの基礎を理解しており、ベクトルに関する基本的な計算ができる。 | ベクトルの基礎が理解できておらず、ベクトルに関する基本的な計算ができない。 |
| ２．電場と電位の知識を利用して、静電場に関する基本的な問題を解くことができる。 | 電場と電位の基礎を十分に理解しており、それらの知識を利用して、静電場に関する応用的な問題を解くことができる。 | 電場と電位の基礎を理解しており、それらの知識を利用して、静電場に関する基本的な問題を解くことができる。 | 電場と電位の基礎を理解しておらず、静電場に関する基本的な問題を解くことができない。 |
| ３．電流と磁場の知識を利用して、静磁場と変動磁場に関する基本的な問題を解くことでができる。 | 電流と磁場の基礎を十分に理解しており、それらの知識を利用して、静磁場と変動磁場に関する応用的な問題を解くことでができる。 | 電流と磁場の基礎を理解しており、それらの知識を利用して、静磁場と変動磁場に関する基本的な問題を解くことでができる。 | 電流と磁場の基礎を理解しておらず、静磁場と変動磁場に関する基本的な問題を解くことでができない。 |
学科の到達目標項目との関係
【本校学習・教育目標（本科のみ）】 2
説明
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教育方法等
概要:
今日、電気磁気現象はあらゆる分野に応用されており、電磁気学の知識は必要不可欠なものとなっている。特にエネルギー・情報・通信・制御などの工学分野において、研究・開発・設計などに携わる技術者になるためには、電磁現象の定量的表現に習熟し、システムを構成する要素の電磁的特性を把握しその動作原理を理解することが要求される。本講義では、そのために必要となる電磁現象の諸法則とそれを扱うための数学的手法（ベクトル解析）を、詳細にかつ平易に解説し、１年をかけて電磁界の基本式であるマクスウェルの方程式を導く。
授業の進め方・方法:
授業は講義形式で行い、適宜レポート課題を課す。継続的な自学自習（日々の努力）を奨励しているため、定期試験に向けた対策レポート（日付入り）を受理する場合がある。
注意点:
1.評価については、評価割合に従って行います。ただし、適宜再試や追加課題を課し、加点することがあります。
2.この科目は学修単位科目であり、１単位あたり30時間の対面授業を実施します。併せて１単位あたり15時間の事前学習・事後学習が必要となります。
3.前期中間試験を15%、前期末試験を20%、後期中間試験を20%、後期末試験を20%、課題レポートを20%、授業態度（ノート検査等）を5%の重みとして成績評価を行う。60点以上を合格とする。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス
ベクトルの基礎 |
ガイダンス
ベクトルの和と差、ベクトルの成分表記（復習）
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| 2週 |
ベクトル解析１ |
ベクトルの代数（内積と外積の基礎を説明でき、計算できる）
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| 3週 |
ベクトル解析２ |
ベクトルの代数（内積と外積を応用きる）
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| 4週 |
ベクトル解析３ |
スカラー場の勾配（勾配の意味を説明でき、計算できる）
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| 5週 |
ベクトル解析４ |
ベクトル場の発散（発散の意味を説明でき、計算できる）
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| 6週 |
ベクトル解析５ |
ベクトル場の回転（回転の意味を説明でき、計算できる）
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| 7週 |
ベクトル解析６ |
線積分、面積分、体積分を説明できる
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| 8週 |
ベクトル解析７ |
ガウスの発散定理を説明できる
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| 2ndQ |
| 9週 |
ベクトル解析８ |
ストークスの定理を説明できる
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| 10週 |
静電場１ |
クーロンの法則と電場を説明でき、計算できる
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| 11週 |
静電場２ |
電位と保存場を説明でき、計算できる
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| 12週 |
静電場３ |
ガウスの法則を説明でき、計算できる
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| 13週 |
静電場４ |
ガウスの法則を応用できる
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| 14週 |
静電場５ |
双極子による電場を説明でき、計算できる
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| 15週 |
静電場６ |
多重極による電場を説明できる
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
導体系の静電場１ |
導体表面の電場の性質を説明でき、計算できる
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| 2週 |
導体系の静電場２ |
導体内の空洞の電場と静電容量を説明でき、計算できる
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| 3週 |
導体系の静電場３ |
電位係数と静電遮蔽を説明でき、計算できる
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| 4週 |
誘電体１ |
誘電体の性質を説明できる
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| 5週 |
誘電体２ |
誘電体中の静電場を説明でき、計算できる
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| 6週 |
電流と静磁場１ |
電流密度と電流・電荷の連続の式を説明でき、計算できる
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| 7週 |
電流と静磁場２ |
アンペールの力の法則とローレンツ力を説明でき、計算できる
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| 8週 |
電流と静磁場３ |
ビオ・サバールの法則を説明でき、計算できる
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| 4thQ |
| 9週 |
電流と静磁場４ |
ビオ・サバールの法則を応用できる
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| 10週 |
電流と静磁場５ |
アンペールの周回積分の法則を説明でき、計算できる
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| 11週 |
電流と静磁場６ |
アンペールの周回積分の法則を応用できる
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| 12週 |
電流と静磁場７ |
ベクトルポテンシャルと磁性体を説明できる
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| 13週 |
電磁誘導１ |
ファラデーの電磁誘導の法則を説明でき、計算できる
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| 14週 |
電磁誘導２ |
ファラデーの電磁誘導の法則を応用できる
インダクタンスを説明できる
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| 15週 |
電磁場 |
マクスウェル方程式を説明できる
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| 16週 |
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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 |
| 基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 電気 | 導体と不導体の違いについて、自由電子と関連させて説明できる。 | 3 | 後1 |
| 電場・電位について説明できる。 | 3 | 前11 |
| クーロンの法則が説明できる。 | 3 | 前10 |
| クーロンの法則から、点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができる。 | 3 | 前10 |
| 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 | 前10 |
| 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。 | 3 | 前11 |
| 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。 | 3 | 前12,前13 |
| 導体の性質を説明でき、導体表面の電荷密度や電界などを計算できる。 | 3 | 後1 |
| 誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 3 | 後5 |
| 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。 | 3 | 後2 |
| 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。 | 3 | 後2 |
| 静電エネルギーを説明できる。 | 3 | 後3 |
| 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。 | 3 | 後9 |
| 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。 | 3 | 後10 |
| 磁界中の電流に作用する力を説明できる。 | 3 | 後7 |
| ローレンツ力を説明できる。 | 3 | 後7 |
| 電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。 | 3 | 後13 |
| 自己誘導と相互誘導を説明できる。 | 3 | 後14 |
| 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。 | 3 | 後14 |
評価割合
| 前期中間試験 | 前期末試験 | 後期中間試験 | 学年末試験 | 課題レポート | 授業態度 | 合計 |
| 総合評価割合 | 15 | 20 | 20 | 20 | 20 | 5 | 100 |
| 基礎的能力 | 15 | 0 | 0 | 0 | 20 | 5 | 40 |
| 専門的能力 | 0 | 20 | 20 | 20 | 0 | 0 | 60 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |