到達目標
電磁気学の中で、具体的に次の項目について理解する。
(１)電流のつくる磁界の基礎的な事項を理解する。
(２)電磁エネルギー、電磁力の基礎的事項を理解する。
(３)電磁誘導や変位電流・電磁波の基礎的事項を理解する。
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 |
| 評価項目1 | 電流のつくる磁界の基礎的な事項を理解し、基本的な問題を解くことができる。 | 電流のつくる磁界の基礎的な事項を理解し、基本的な問題をある程度解くことができる。 | 電流のつくる磁界の基礎的な事項を理解し、基本的な問題を解くことができない。 |
| 評価項目2 | 電磁エネルギー、電磁力の基礎的事項を理解し、基本的な問題を解くことができる。 | 電磁エネルギー、電磁力の基礎的事項を理解し、基本的な問題ををある程度解くことができる。 | 電磁エネルギー、電磁力の基礎的事項を理解し、基本的な問題を解くことができない。 |
| 評価項目3 | 電磁誘導や変位電流・電磁波の基礎的事項を理解し、基本的な問題を解くことができる。 | 電磁誘導や変位電流・電磁波の基礎的事項を理解し、基本的な問題ををある程度解くことができる。 | 電磁誘導や変位電流・電磁波の基礎的事項を理解し、基本的な問題を解くことができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
電磁気学は、電気・電子工学の基幹科目の一つである。本講義は、まずは磁石の作る磁界の強さ、磁力線と磁束について学習する。次に、電流から生じる磁気現象を学び、その物理的意味の把握を通して抽象的な概念の理解を目指す。ビオ・サバール法則およびアンペアの周回積分の法則を用いて、電流が作る磁界の強さの導出方法を理解する。
授業の進め方・方法:
電気磁気学の基本事項にポイントを絞り、例題演習を通して理解を深めること。予習、復習が肝要である。
注意点:
授業での到達目標が達成され、流体に関する基礎的な理解と簡単な応用力が習得されたかを定期試験(70％)、演習(30％)により評価する。
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 |
授業ガイダンス、磁界の強さ |
磁界の強さを理解し、説明できる。
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| 2週 |
磁力線と磁束 |
磁力線と磁束を理解し、説明できる。
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| 3週 |
磁性体と磁化 |
磁性体と磁化を理解し、説明できる。
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| 4週 |
透磁率と磁化の強さ |
透磁率と磁化の強さを理解し、説明できる。
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| 5週 |
電流がつくる磁界 |
電流がつくる磁界を理解し、説明できる。
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| 6週 |
ビオ・サバールの法則(1) |
ビオ・サバールの法則を理解し、説明できる。
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| 7週 |
ビオ・サバールの法則(2) |
ビオ・サバールの法則を理解し、説明できる。
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| 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。
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| 2ndQ |
| 9週 |
ビオ・サバールの法則(3) |
ビオ・サバールの法則を理解し、説明できる。
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| 10週 |
アンペアの法則(1) |
アンペアの法則を理解し、説明できる。
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| 11週 |
アンペアの法則(2) |
アンペアの法則を理解し、説明できる。
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| 12週 |
磁界と電流との間に働く力 |
磁界と電流との間に働く力を理解し、説明できる。
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| 13週 |
電流相互間に働く力 |
電流相互間に働く力を理解し、説明できる。
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| 14週 |
磁界中で運動する電子に作用する力(1) |
磁界中で運動する電子に作用する力を理解し、説明できる。
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| 15週 |
磁界中で運動する電子に作用する力(2) |
磁界中で運動する電子に作用する力を理解し、説明できる。
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| 16週 |
前期期末試験 |
前期末までに習った内容を理解し、説明できる。
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
ファラデーの法則と誘導起電力 |
ファラデーの法則と誘導起電力を理解し、説明できる。
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| 2週 |
磁界中で運動導体に生じる起電力 |
磁界中で運動導体に生じる起電力を理解し、説明できる。
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| 3週 |
自己誘導作用と相互誘導作用 |
自己誘導作用と相互誘導作用を理解し、説明できる。
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| 4週 |
自己インダクタンス |
自己インダクタンスを理解し、説明できる。
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| 5週 |
相互インダクタンス |
相互インダクタンスを理解し、説明できる。
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| 6週 |
インダクタンスの求め方とその値(1) |
インダクタンスの求め方を理解し、説明できる。
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| 7週 |
インダクタンスの求め方とその値(2) |
インダクタンスの求め方を理解し、説明できる。
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| 8週 |
後期中間試験 |
後期中間までに習った内容を理解し、説明できる。
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| 4thQ |
| 9週 |
自己インダクタンスと相互インダクタンスの関係(1) |
自己インダクタンスと相互インダクタンスの関係を理解し、説明できる。
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| 10週 |
自己インダクタンスと相互インダクタンスの関係(2) |
自己インダクタンスと相互インダクタンスの関係を理解し、説明できる。
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| 11週 |
インダクタンスの直列接続 |
インダクタンスの直列接続を理解し、説明できる。
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| 12週 |
インダクタンスに蓄えられるエネルギー |
インダクタンスに蓄えられるエネルギーを理解し、説明できる。
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| 13週 |
変位電流とは |
変位電流を理解し、説明できる。
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| 14週 |
電磁波とその発生原理
電磁波の性質 |
電磁波とその発生原理を理解し、説明できる。
電磁波の性質を理解し、説明できる。
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| 15週 |
学年末試験 |
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| 16週 |
復習 |
学年末までに習った内容を理解し、説明できる。
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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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電磁気 | 磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。 | 2 | 前2,前3,前8 |
| 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。 | 2 | 前6,前7,前8,前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。 | 2 | 前10,前16 |
| 磁界中の電流に作用する力を説明できる。 | 2 | 前12,前13,前16 |
| ローレンツ力を説明できる。 | 2 | 前14,前15,前16 |
| 磁気エネルギーを説明できる。 | 2 | |
| 電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。 | 2 | 後1,後2,後8 |
| 自己誘導と相互誘導を説明できる。 | 2 | 後3,後8 |
| 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。 | 2 | 後4,後5,後6,後7,後8,後11,後16 |
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 | 70 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 30 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 60 |
| 専門的能力 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |