概要:
電気・電子工学の基礎知識を身につけることは情報,通信,機械,制御,など工学系どの分野でも必要となってきている。電気磁気学を学問体系として高度な数学的手法を用いて学ぶことは教えられる側に難しく感じる場合がある。ここでは,数学的扱いを少なめにした場合と標準的な場合の二通りを説明を試み,電気磁気学の現象を順次理解できるように授業を行う予定である。また,講義内容は安達三郎,大實繁雄 共著の「電気磁気学」の内容を講義するが,教科書としては,費用負担も考慮して電磁気に関する基礎力と応用力を身につけてもらうために演習用の教科書を利用する。電気磁気学1では,静電界について解説する。授業は,高校卒業以上の数学を用いて行う(大学学部レベル)。電気磁気学についての基本的な知識を持つことは,実際の電気・電子機器の設計をする技術者に必須である。
授業の進め方・方法:
(1) および (2) と (3) については中間試験,(4) および (5) については期末試験にて、それぞれ40%として評価する。
課題レポートは、授業内容に関係する基礎問題と応用問題を課題とする。
60点以上(100点満点)を合格とする。各定期試験について60点未満の場合は,課題レポートを十分に実施した場合に再評価試験を実施することがある。
再評価試験を実施した場合の成績は最大60点とする。
注意点:
・電気磁気学は頻繁に以前の学習内容を用いる.そのため,わからないことを放置するとただちに,わからない苦痛な授業になる.不明な点は,その週のうちに理解するよう努力(友達や先生に聞くことも含む)をすること.電気情報工学科に在籍しているのに電気磁気学がわからないという状態はありえない.就職、進学した際に苦労することとなる
・ゲーム機や携帯電話の使用,私語,居眠り,周囲の者への迷惑等,授業を妨害する行為が見られた時には退出させることがある。
・本科目は学修単位科目であり,1回の授業(90分)に対して, 180分以上の自学自習が必要である。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
講義ガイダンス 電荷(1章) 電荷,クーロンの法則,静電誘導について解説する。 |
静電界について理解する。
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| 2週 |
真空中の静電界(2章) 電界,電気力線,電位,電位の傾き,ガウスの法則,帯電導体の電荷分布と電界について解説する。 |
静電界について理解する。
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| 3週 |
真空中の静電界(2章) 帯電体の電荷分布と電界,静電界の計算について解説する。 |
静電界について理解する。
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| 4週 |
真空中の静電界(2章) 真空中の静電界について問題演習を行う。 |
静電界について理解する。
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| 5週 |
導体系と静電容量(3章) 導体系と静電遮蔽,静電容量,コンデンサの接続,静電エネルギーと力について解説する。 |
導体について理解する。
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| 6週 |
導体系と静電容量(3章) 導体系と静電容量について問題演習を行う。 |
導体と静電容量について理解する
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| 7週 |
中間試験 1章から3章までの内容について試験を行う。 |
これまでの内容について理解する。
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| 8週 |
1章から3章までのふりかえり 1章から3章までの内容について再度解説を行う。 |
導体系と静電界について理解する。
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| 2ndQ |
| 9週 |
誘電体(4章) 誘電体と比誘電率,誘電体の分極,誘電体中のガウスの法則について解説する。 |
誘電体と静電容量について理解する。
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| 10週 |
誘電体(4章) 誘電体境界面での境界条件,誘電体中に蓄えられるエネルギーと力について解説する。 |
誘電体と静電容量について理解する。
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| 11週 |
誘電体(4章) 誘電体について問題演習を行う。 |
誘電体と静電容量について理解する。
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| 12週 |
定常電流(5章) 電流,オームの法則と抵抗,ジュールの法則,電源と起電力,定常電流界について解説する。 |
定常電流について理解する。
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| 13週 |
定常電流(5章) 定常電流について問題演習を行う。 |
定常電流について理解する。
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| 14週 |
問題演習 静電界の内容について問題演習を行う。 |
これまでの内容について演習を通して理解する。
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| 15週 |
後期期末試験 これまで内容について試験を行う。 |
これまでの内容について理解する。
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| 16週 |
1章から5章までのふりかえり 期末試験の内容から,前期の内容について再度解説を行う。 |
静電界,導体と誘電体,静電容量について理解する。
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| 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。 | 4 | 前1,前2,前3,前4,前6,前8,前12,前13,前14 |
| 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。 | 4 | 前2,前3,前4,前6,前8,前12,前13,前14 |
| 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。 | 4 | 前2,前3,前4,前6,前8,前14 |
| 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。 | 4 | 前5,前6,前8,前14 |
| 誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 4 | 前9,前10,前11,前14 |
| 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。 | 4 | 前9,前10,前11,前14 |
| 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。 | 4 | 前9,前10,前11,前14 |
| 静電エネルギーを説明できる。 | 4 | 前9,前10,前11,前14 |