電磁気学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 電磁気学Ⅰ
科目番号 0018 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 電子制御工学科 対象学年 2
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 吉野純一 「電磁気学の基礎と演習」 コロナ社
担当教員 角田 直輝

到達目標

1. オームの法則・キルヒホッフの法則・ジュールの法則を理解し、簡単な問題に適用できる。
2. 静電界のクーロンの法則やコンデンサを理解し、簡単な問題に適用できる。
3. 静磁界、特に電磁誘導について理解し、簡単な問題に適用できる。

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
評価項目1オームの法則・キルヒホッフの法則・ジュールの法則を理解し、応用的な問題に適用できる。オームの法則・キルヒホッフの法則・ジュールの法則を理解し、簡単な問題に適用できる。オームの法則・キルヒホッフの法則・ジュールの法則を理解できず、簡単な問題に適用できない。
評価項目2.静電界のクーロンの法則やコンデンサを理解し、応用的な問題に適用できる。.静電界のクーロンの法則やコンデンサを理解し、簡単な問題に適用できる。.静電界のクーロンの法則やコンデンサを理解できず、簡単な問題に適用できない。
評価項目3静磁界、特に電磁誘導について理解し、応用的な問題に適用できる。静磁界、特に電磁誘導について理解し、簡単な問題に適用できる。静磁界、特に電磁誘導について理解できず、簡単な問題に適用できない。

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:
 ・電磁気学は電気・電子工学を修得する上で極めて重要な基礎科目の一つであり、自然界の電気磁気現象を物理現象としてとらえ、工学的に発展させるための基礎知識を習得するものである。
 ・本科目は4年生においても修得し、最終的には電磁気学の基礎式となるMaxwellの電磁方程式を理解することをねらいとしている。

学習内容
 ・電流と電気回路(直流回路)
 ・静電界
 ・誘電体とコンデンサ
 ・磁界
 ・様々な電磁気現象
授業の進め方・方法:
座学中心で進める。原理は簡単な実験やグループ議論を行いながら習得する。工学的な応用問題の演習も行う。
適宜課題レポート(自己学習)を課す。
微分・積分を用いることになるため、数学の進捗にあわせて授業を進める。

質問方法
オフィスアワーは設けず、随時授業後、放課後や休み時間などに対応する。
質問に当たっては事前に指導教員へ相談・連絡をしておくこと。
注意点:

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 ガイダンス、シラバス確認、電磁気学の概観 ガイダンス、シラバス確認、電磁気学の概観により、到達目標を確認する
2週 電流と電気抵抗(オームの法則) 電流と電気抵抗(オームの法則)を説明できる
3週 電流と電気抵抗(電気抵抗) 電流と電気抵抗(電気抵抗)を説明できる
4週 電流と電気抵抗(キルヒホッフの法則) 電流と電気抵抗(キルヒホッフの法則)を説明し、計算ができる。
5週 電流と電気抵抗(キルヒホッフの法則) (第4週の続き)電流と電気抵抗(キルヒホッフの法則)を説明し、計算ができる。
6週 電流と電気抵抗(電力と電力量) 電流と電気抵抗(電力と電力量)を説明し、計算ができる
7週 電流と電気抵抗(ジュールの法則) 電流と電気抵抗(ジュールの法則)を説明し、計算ができる
8週 前期中間試験 電流と電気抵抗の到達度を確認できる
2ndQ
9週 試験問題の返却・講評 電流と電気抵抗の到達度を確認できる
10週 静電気(静電気とは) 静電気(静電気とは)を説明できる
11週 静電気(静電気に関するクーロンの法則) 静電気(静電気に関するクーロンの法則)を説明し、計算ができる
12週 静電気(静電誘導) 静電気(静電誘導)を説明し、計算ができる
13週 静電気(電界、電位と電位差) 静電気(電界、電位と電位差)を説明し、計算ができる
14週 静電気(電位と電位差、電気力線と電束) 静電気(電位と電位差、電気力線と電束)を説明し、計算ができる
15週 前期期末試験 電流と電気抵抗、静電気の到達度を確認できる
16週 試験返却・講評・復習 電流と電気抵抗、静電気の到達度を確認できる
後期
3rdQ
1週 静電気(ガウスの法則) 静電気(ガウスの定理)を説明し、計算ができる
2週 静電気(コンデンサ) 静電気(コンデンサ)を説明し、計算ができる
3週 静電気(誘電体) 静電気(誘電体)を説明し、計算ができる
4週 磁気-その1-(磁気とは) 磁気について説明できる
5週 磁気-その1-(磁気分子説) 磁気分子説を基にして磁気について説明できる
6週 磁気-その1-(磁気に関するクーロンの法則) 磁気に関するクーロンの法則を説明し、計算ができる
7週 磁気-その1-(磁界) 磁気分子説を基にして磁気について説明できる
8週 後期中間試験 静電気および磁気の到達度を確認できる
4thQ
9週 試験問題の返却・講評 静電気および磁気の到達度を確認できる
10週 磁気-その1-(磁束と磁束密度) 磁気に関するクーロンの法則を説明し、計算ができる
11週 磁気-その1-(磁気モーメントと磁化線,磁化曲線) 磁界を説明し、計算ができる
12週 磁気-その1-(電磁誘導) 磁束と磁束密度を説明し、計算ができる
13週 磁気-その1-(電磁誘導) 磁気モーメントと磁化線,磁化曲線を説明し、計算ができる
14週 静磁気の総復習 静磁気の到達度を確認することができる
15週 学年末試験 静磁気の到達度を確認することができる
16週 試験返却・講評・復習 静磁気の到達度を確認することができる

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・電子系分野電気回路電荷と電流、電圧を説明できる。3前2,前3,前8,前9,前16,後1
オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。3前2,前3,前8,前9,前16,後1
キルヒホッフの法則を用いて、直流回路の計算ができる。3前4,前5,前8,前9,前16,後1
合成抵抗や分圧・分流の考え方を用いて、直流回路の計算ができる。3前4,前5,前8,前9,前16,後1
電力量と電力を説明し、これらを計算できる。3前6,前7,前8,前9,前16,後1
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10,前11,前12,前16,後1,後5,後8,後9
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12,前13,前14,前15,前16,後1,後5,後8,後9
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後2,後5,後8,後9
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5,後8,後9
誘電体と分極及び電束密度を説明できる。3後5,後8,後9
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3,後4,後5,後8,後9
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3,後4,後5,後8,後9
静電エネルギーを説明できる。3後3,後4,後5,後8,後9
磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。3後6,後7,後8,後9,後16
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
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
磁界中の電流に作用する力を説明できる。3
ローレンツ力を説明できる。3
磁気エネルギーを説明できる。3
電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。3後14,後15,後16
自己誘導と相互誘導を説明できる。3後14,後15,後16
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80000020100
基礎的能力0000000
専門的能力80000020100
分野横断的能力0000000