到達目標
１．電磁界計算に必要なベクトル解析を理解することができる。
２． 「Maxwellの方程式」に必要な基礎事項を理解することができる。
３． 「Maxwellの方程式」から「電磁波」を理解することができる。
また，次のような自学自習を60時間以上行うこと．
・授業内容を理解するため，予め配布したプリントや教科書で予習する．
・授業内容の理解を深めるため，復習を行う．
・課題を与えるので，レポートを作成する．
・定期試験の準備を行う．
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 |
| 電磁界計算に必要なベクトル解析を理解することができる。 | 電磁界計算に必要なベクトル解析をある程度理解することができる。 | 電磁界計算に必要なベクトル解析を理解することができない。 |
| 「Maxwellの方程式」に必要な基礎事項を理解することができる。 | 「Maxwellの方程式」に必要な基礎事項をある程度理解することができる。 | 「Maxwellの方程式」に必要な基礎事項を理解することができない。 |
| 「Maxwellの方程式」から「電磁波」を理解することができる。 | 「Maxwellの方程式」から「電磁波」をある程度理解することができる。 | 「Maxwellの方程式」から「電磁波」を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-4
説明
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JABEE d1
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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年の3年間にわたり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。特に4年次では「電磁波」について行う。
授業の進め方・方法:
1時間の内を半分を講義、半分を問題演習の解答に充て理解を深める。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。また毎回宿題として問題演習を課す。
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:
また，本科目は学修単位であるので，次のような自学自習を60時間以上行うこと。
・授業内容を理解するため，予め配布したプリント（教科書）で予習する。
・授業内容の理解を深めるため，復習を行う。
・単元ごとに演習問題を与えるので，各自取り組む。
・定期試験の準備を行う。
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 |
授業のガイダンス
スカラーとベクトル |
スカラーとベクトルを理解することができる。
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| 2週 |
ベクトルの内積、外積
ベクトルの微分 |
ベクトルの内積、外積、微分を理解することができる。
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| 3週 |
スカラー場の勾配
ベクトル場の発散 |
スカラー場の勾配、ベクトル場の発散を理解することができる。
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| 4週 |
ベクトル場の発散、回転 |
ベクトル場の発散、回転を理解することができる。
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| 5週 |
線積分
Greenの定理 |
線積分、Greenの定理を理解することができる。
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| 6週 |
面積分
Gaussの発散定理 |
面積分、Gaussの発散定理を理解することができる。
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| 7週 |
Stokesの定理
真空中の静電界 |
Stokesの定理、真空中の静電界を理解することができる。
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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 |
ガウスの法則
定常電流 |
ガウスの法則、定常電流を理解することができる。
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| 10週 |
真空中の静磁界 |
真空中の静磁界を理解することができる。
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| 11週 |
アンペアの法則
電磁誘導、Faradayの法則 |
アンペアの法則、電磁誘導、Faradayの法則を理解することができる。
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| 12週 |
電荷の保存則 |
電荷の保存則を理解することができる。
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| 13週 |
変位電流
Maxwellの方程式 |
変位電流、Maxwellの方程式を理解することができる。
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| 14週 |
電磁波の波動方程式
正弦電磁界と複素数表示
電磁界のエネルギー
一般媒質中の平面波 |
電磁波の波動方程式、正弦電磁界と複素数表示を理解することができる。
電磁界のエネルギー、一般媒質中の平面波について理解することができる。
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| 15週 |
前期末試験 |
前期末までに習った内容を理解する。
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| 16週 |
復習など |
復習をする。
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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 | 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。 | 3 | 前7,前12,前13 |
| 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7,前13 |
| 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7,前9,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 | 前13 |
| 誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 3 | 前13 |
| 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 | 前7 |
| 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 | 前7 |
| 静電エネルギーを説明できる。 | 3 | 前7,前15 |
| 磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。 | 3 | 前10,前11,前13 |
| 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 | 前10,前11,前13 |
| 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 | 前10,前11,前13 |
| 磁界中の電流に作用する力を説明できる。 | 3 | 前9,前10,前11,前13 |
| ローレンツ力を説明できる。 | 3 | 前10,前11 |
| 磁気エネルギーを説明できる。 | 3 | 前10,前11,前15 |
| 電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。 | 3 | 前11,前13 |
| 自己誘導と相互誘導を説明できる。 | 3 | 前11 |
| 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 | 前11 |
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 | 0 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |