到達目標
(ア)電流と磁界の関係を理解し，ビオ・サバールの法則とアンペアの周回積分の法則から単純な系の磁界を計算できる。
(イ)磁界により電流に作用する力が発生することを理解し，その計算ができる。
(ウ)磁束の時間変化から誘電起電力を大きさを計算できる。
(エ)単純な系の自己インダクタンスおよび相互インダクタンスを計算できる。
ルーブリック
| 最低限の到達レベルの目安(優) | 最低限の到達レベルの目安(良) | 最低限の到達レベルの目安(不可) |
| 電流による磁界 | ビオ・サバールの法則とアンペアの周回積分の法則から，電流によって発生する磁界の応用問題を解くことができる。 | ビオ・サバールの法則とアンペアの周回積分の法則から，電流によって発生する磁界の基本的な問題を解くことができる。 | ビオ・サバールの法則とアンペアの周回積分の法則から，電流によって発生する磁界の基本的な問題を解くことができない。 |
| 電磁力 | 磁界により電流に作用する力の応用問題を解くことができる。 | 磁界により電流に作用する力の基本的な問題を解くことができる。 | 磁界により電流に作用する力の基本的な問題を解くことができない。 |
| 電磁誘導 | 電磁誘導の法則を理解し，磁束の時間変化から誘導起電力を計算できる。 | 電磁誘導の法則について説明できる。 | 電磁誘導の法則について説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 A3 コンピュータネットワークの動作を通信理論の観点から数理的に解析できる．
JABEE d 当該分野において必要とされる専門的知識とそれらを応用する能力
本校教育目標 ② 基礎学力
教育方法等
概要:
本講義は電磁気学の基礎的学習を通じ、情報技術系分野へ応用することのできる基礎を身につけることを目標とする。まず、磁気とその性質について解説し、電流と磁界との関わり合いを学習する。そして、アンペアの右ねじの法則、アンペアの周回積分則、ビオ・サバールの法則について取り組み、電流によって発生する磁界の基本的物理現象を学習する。さらに、磁性材料内における磁束の様相をとらえ、インダクタンスさらには電磁誘導といった電気磁気的現象の基本を学習する。
授業の進め方・方法:
座学で行う。自学自習課題として配布プリントもしくは教科書の演習問題を課す。
注意点:
講義および試験の際には関数電卓を持参すること。また，三角関数および微積分を復習しておくこと。
選択必修の種別・旧カリ科目名
授業の属性・履修上の区分
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 |
シラバスの説明
磁極と磁界（予習：教科書第6.1～6.3章を読む 復習：演習問題6を解く） |
磁極の性質および磁界の強さについて理解できる。
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| 2週 |
磁性体、磁化、磁束密度、透磁率（予習：教科書第6.3～6.6章を読む 復習：演習問題6を解く） |
磁性体、磁化、磁束密度および透磁率について理解できる。
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| 3週 |
右ねじの法則、アンペアの周回積分の法則（予習：教科書第7.1～7.2章を読む 復習：演習問題7を解く） |
電流によって発生する磁界について理解できる。
アンペアの周回積分の法則について理解できる。
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| 4週 |
アンペアの周回積分の法則、ビオ・サバールの法則（予習：教科書第7.2～7.3章を読む 演習：演習問題7を解く） |
ビオ・サバールの法則について理解し，円形電流による磁界の強さを計算できる。
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| 5週 |
ビオ・サバールの法則（予習：教科書第7.3～7.4章を読む 復習：演習問題7を解く） |
円形電流，有限長直線電流および無限長コイルにおける磁界を計算できる。
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| 6週 |
ビオ・サバールの法則（予習：教科書第7.3～7.4章を読む 復習：演習問題7を解く） |
有限長直線電流および無限長コイルにおける磁界を計算できる。
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| 7週 |
磁気回路（予習：教科書第7.5章を読む 復習：演習問題7を解く） |
簡単な磁気回路中の磁束を計算できる。
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| 8週 |
中間試験（予習：教科書第6.1～7.5章を読む 復習：演習問題6～7を解く） |
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| 2ndQ |
| 9週 |
電磁力（予習：教科書第8.1章を読む 復習：演習問題8を解く） |
フレミングの左手の法則、磁界中のコイルや電流相互間に働く力を算できる。
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| 10週 |
ローレンツ力（予習：教科書第8.2章を読む 復習：演習問題8を解く） |
電磁界中を運動する電子に働く力を計算できる。
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| 11週 |
電磁誘導（予習：教科書第8.3章を読む 復習：練習問題8を解く） |
磁束の時間変化から誘導起電力の大きさを計算できる。
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| 12週 |
インダクタンス（予習：教科書第9.1～9.2章を読む 復習：練習問題9を解く） |
自己インダクタンスと相互インダクタンスについて理解できる。
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| 13週 |
インダクタンス（予習：教科書第9.6章を読む 復習：練習問題9を解く） |
環状・無限長ソレノイドにおけるインダクタンスを計算できる。
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| 14週 |
インダクタンス（予習：教科書第9.3～9.5章を読む 復習：練習問題9を解く） |
インダクタンスの合成とインダクタンスに蓄えられるエネルギーについて理解できる。
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| 15週 |
総まとめ（マクスウェル方程式と電磁波） |
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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 |
評価割合
| 中間試験 | 定期試験 | 合計 |
| 総合評価割合 | 40 | 60 | 100 |
| 専門的能力 | 40 | 60 | 100 |