電気磁気学I

科目基礎情報

学校 米子工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 電気磁気学I
科目番号 0021 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 電気情報工学科 対象学年 2
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 平井紀光「やくにたつ電気磁気学[第3版]」 ムイスリ出版
担当教員 権田 英功

到達目標

1.静電気とその性質、電荷間に働く「クーロンの法則」を理解することができる。
2.静電界における「電界の強さ」、「電位」および「ガウスの定理」を理解することができる。
3.「導体」、「不導体」、「誘電体」を理解し,誘電体中の諸定理、静電容量について理解することができる。

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
静電気とその性質、電荷間に働く「クーロンの法則」を理解することができる。静電気とその性質、電荷間に働く「クーロンの法則」をある程度理解することができる。静電気とその性質、電荷間に働く「クーロンの法則」を理解することができない。
静電界における「電界の強さ」、「電位」および「ガウスの定理」を理解することができる。 静電界における「電界の強さ」、「電位」および「ガウスの定理」をある程度理解することができる。静電界における「電界の強さ」、「電位」および「ガウスの定理」を理解することができない。
「導体」、「不導体」、「誘電体」を理解し,誘電体中の諸定理、静電容量について理解することができる。「導体」、「不導体」、「誘電体」を理解し,誘電体中の諸定理、静電容量についてある程度理解することができる。「導体」、「不導体」、「誘電体」を理解し,誘電体中の諸定理、静電容量について理解することができない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 A 説明 閉じる

教育方法等

概要:
この講義は本校の教育目標のうち「基礎力」を養う科目である。
電気磁気学は、電気回路と並んで電気工学の重要な基礎科目の1つであり、目に見えない電気磁気現象を工学的に理解するための基礎知識を習得するものである。
本科目は2年、3年、4年で3年間履修し最終的には電磁方程式を理解することを目標とする。
なお本科目の初期段階では数学の進度に応じて、微積分・ベクトルについても教授を行う
授業の進め方・方法:
1時間を講義、2時間を問題演習して理解を深める。講義および演習は教科書および配布プリントを中心に進める。また適宜、小テストおよび課題レポートを行う。
課題レポートについては、創造性を育む目的で創造的な課題(例は授業スケジュール)を含める。
微積分・ベクトルを用いるため、数学の進捗にあわせて授業を進める。
質問は、授業終了後、休憩時間等、随時受け付ける。なお、毎週金曜日の17時~18時をオフィスアワーとします。(権田研究室 電気情報工学科棟2F)
注意点:
とくになし。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 授業のガイダンス
電気磁気学に関する歴史
電気磁気学に関する歴史を理解することができる。
2週 静電気、電荷 静電気、電荷を理解することができる。
3週 クーロンの法則 クーロンの法則を理解することができる。
4週 電界と電界の強さ 電界と電界の強さを理解することができる。
5週 電気力線と電束 電気力線と電束を理解することができる。
6週 電界のガウスの定理 電界のガウスの定理を理解することができる。
7週 例題演習 例題演習で習った内容を理解する。
8週 前期中間試験 前期中間までに習った内容を理解する。
2ndQ
9週 電界のガウスの定理 電界のガウスの定理を理解することができる。
10週 電位と電位差 電位と電位差を理解することができる。
11週 電位と電位差 電位と電位差を理解することができる。
12週 電位の傾き 電位の傾きを理解することができる。
13週 電流と導体,不導体 電流と導体,不導体を理解することができる。
14週 電流と導体,不導体 電流と導体,不導体を理解することができる。
15週 前期末試験 前期末までに習った内容を理解する。
16週 復習など 復習を行う。
後期
3rdQ
1週 誘電体 誘電体を理解することができる。
2週 誘電体中の誘電率 誘電体中の誘電率を理解することができる。
3週 圧電現象
真空電界中の電流
熱電気現象
圧電現象、真空電界中の電流、熱電気現象を理解することができる。
4週 静電容量 静電容量を理解することができる。
5週 静電容量 静電容量を理解することができる。
6週 静電容量 静電容量を理解することができる。
7週 例題演習 例題演習で習った内容を理解する。
8週 後期中間試験 後期中間までに習った内容を理解する。
4thQ
9週 コンデンサの構造と種類 コンデンサの構造と種類を理解することができる。
10週 コンデンサの接続と合成容量 コンデンサの接続と合成容量を理解することができる。
11週 コンデンサに蓄えられるエネルギー コンデンサに蓄えられるエネルギーを理解することができる。
12週 電極間に働く力 電極間に働く力を理解することができる。
13週 コンデンサの充放電 コンデンサの充放電を理解することができる。
14週 例題演習 例題演習で習った内容を理解する。
15週 学年末試験 学年末試験までに習った内容を理解する。
16週 復習など 復習を行う。

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。2前2,前3,前7,前15
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。2前4,前5,前7,前10,前11,前12,前15
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。2前6,前7,前9,前15
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。2前13,前14,前15,後3,後7
誘電体と分極及び電束密度を説明できる。2後1,後2,後3,後7
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。2後4,後5,後6,後7,後9,後10,後13,後14,後15
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。2後4,後5,後6,後7,後9,後10,後13,後14,後15
静電エネルギーを説明できる。2後11,後12,後13,後14,後15

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80000020100
基礎的能力80000020100
専門的能力0000000
分野横断的能力0000000