電気磁気学Ⅱ

科目基礎情報

学校 津山工業高等専門学校 開講年度 令和04年度 (2022年度)
授業科目 電気磁気学Ⅱ
科目番号 0075 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 総合理工学科(電気電子システム系) 対象学年 4
開設期 通年 週時間数 2
教科書/教材 教科書:「工科の物理3 電気磁気学」(培風館) 参考書:「これからスタート!電気磁気学 要点と演習」(電気書院)
担当教員 原田 寛治

到達目標

学習目的:電気磁気学に関する基礎知識,とくに電流と磁界の関係,電磁誘導作用などの原理を理解し,マクスウェル方程式を説明できるようにすることを目的とする。

到達目標:
1.電流により発生する磁界の強さを計算できる。
2.電磁誘導の概念が理解でき,起電力が計算できる。
3.磁気回路の概念が理解でき計算ができる。

ルーブリック

不可
評価項目1電流により発生する磁界を 理解し,説明することがで き,応用することができる。電流により発生する磁界を 理解し,説明と強さの計算 ができる。 電流により発生する磁界の 強さの計算ができる。 左記に達していない。
評価項目2電磁誘導の概念を説明する ことができ,起電力の計算 や応用をすることができる。 電磁誘導の概念を説明する ことができ,起電力の計算 ができる電磁誘導による起電力の計 算ができる。 左記に達していない。
評価項目3磁気回路の概念を説明する ことができ,計算および応 用ができる。 磁気回路の概念を説明する ことができ,計算ができる。磁気回路の計算ができる。左記に達していない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
一般・専門の別:専門 学習の分野:電気・電子

基礎となる学問分野:工学/工学基礎

学習教育目標との関連:本科目は総合理工学科学習教育目標 「③基盤となる専門性の深化」に相当する科目である。

技術者教育プログラムとの関連:本科目が主体とする学習・教育到達目標は「(A)技術に関する基礎知識の深化, A-2:「電気・電子」, 「情報・制御」に関する専門分野の知識を修得し, 説明できること」である。

授業の概要:電気磁気学は電気電子通信分野における基礎的な科目である。3年生の静電界等の電気現象の概念や理論に続き,4年生では磁気学についてその基本的な考え方や応用を学ぶ。
授業の進め方・方法:
授業の方法:1週2単位時間で開講する(板書を中心の講義)。理解が深まるように適宜演習問題をしながら進めていく。状況に応じてレポートも課す。

成績評価方法:
定期試験の結果を同等に評価する(70%)。
課題を評価する(30%)。理解度が不十分であると感じられる部分は補講を行い,再試を行う場合もある。
再試の結果は上限60点として定期試験結果に入れる。定期試験は筆記用具・電卓以外の持ち込みを禁止する。
注意点:
履修上の注意:学年の課程修了のために、本科目履修(欠課時間数が所定授業時間数の3分の1以下)が必須である。

履修のアドバイス:
・事前に行う準備学習として,基礎科目となる電気基礎の内容を復習しておくこと。
・電気・電子分野の専門科目の基礎科目なので,じっくりと取り組むこと。

基礎科目:総合理工基礎(1年),電気基礎(2),電気回路I(3),電気磁気学I(3)
関連科目:電気回路II(4年),発電工学(4),送配電工学(4),電気電子材料(5),パワーエレクトロニクス(5),卒業研究(5)

受講上のアドバイス:授業の開始時に出欠をとり,そのときにいない学生は遅刻とする。
遅刻3回で1欠課とする。
板書される内容を理解しながらノートに取ることを薦める。その日にノートを見返して理解不足の箇所を明確にし,次の授業で質問するように心掛けること。

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
必履修

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,定常電流とオームの法則,  微分形の考え方 古典電磁気学における電流・抵抗の概念
2週 磁気力 磁気力
3週 ビオ・サバールの法則 ビオ・サバールの法則
4週 磁束密度に関するガウスの法則 磁束密度に関するガウスの法則
5週 アンペアの法則、磁位 アンペアの法則、磁位
6週 電流にはたらく磁界の力 電流にはたらく磁界の力
7週 ローレンツ力 ローレンツ力
8週 (前期中間試験)
2ndQ
9週 前期中間試験の返却と解答解説
10週 ファラデーの電磁誘導の法則 ファラデーの電磁誘導の法則
11週 磁界中を移動する導体に発生する起電力 磁界中を移動する導体に発生する起電力
12週 発電機の原理 発電機の原理
13週 自己インダクタンス, 相互インダクタンス 自己インダクタンス, 相互インダクタンス
14週 インダクタンスの計算, 変圧器の原理 インダクタンスの計算, 変圧器の原理
15週 (前期末試験)
16週 前期末試験の返却と解説
後期
3rdQ
1週 電荷保存則と変位電流 電荷保存則と変位電流
2週 マクスウェル方程式と電磁波の波動方程式 マクスウェル方程式と電磁波の波動方程式
3週 磁気双極子と磁荷に作用する力 磁気双極子と磁荷に作用する力
4週 磁性体Ⅰ 磁性体Ⅰ
5週 磁性体Ⅱ, 超伝導 磁性体Ⅱ, 超伝導
6週 磁界の強さと透磁率 磁界の強さと透磁率
7週 磁性体の境界条件 磁性体の境界条件
8週 (後期中間試験)
4thQ
9週 後期中間試験の返却と解答解説
10週 磁気回路Ⅰ 磁気回路Ⅰ
11週 磁気回路Ⅱ 磁気回路Ⅱ
12週 磁気回路Ⅲ 磁気回路Ⅲ
13週 磁気回路(ギャップ) 磁気回路(ギャップ)
14週 磁気回路(ギャップ)Ⅱ 磁気回路(ギャップ)Ⅱ
15週 (後期末試験)
16週 後期末試験の答案返却と試験解説

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。4
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。4
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。4
磁界中の電流に作用する力を説明できる。4
ローレンツ力を説明できる。4
磁気エネルギーを説明できる。4
電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。4
自己誘導と相互誘導を説明できる。4
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。4

評価割合

試験発表相互評価自己評価課題小テスト合計
総合評価割合70000300100
基礎的能力0000000
専門的能力70000300100
分野横断的能力0000000