応用電磁気学

科目基礎情報

学校	徳山工業高等専門学校	開講年度	平成30年度 (2018年度)
授業科目	応用電磁気学
科目番号	0019	科目区分	専門 / 選択
授業形態	授業	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	機械制御工学専攻	対象学年	専1
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	配布資料をテキストとする。 参考図書：小塚　洋司 「電気磁気学－その物理像と詳論 」　（森北出版）
担当教員	北村 健太郎

到達目標

電磁気学の応用に関して他の物理学との関連を踏まえながら考察ができる。

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	電磁気学に関する物理的素過程の関連について考察できる	電磁気学に関する物理的素過程を説明できる	電磁気学に関する物理的素過程を説明できない
評価項目2	電磁気学と他の物理現象との関連を数学的記述によって説明できる	電磁気学と他の物理現象との関連を説明できる	電磁気学と他の物理現象との関連を説明できない
評価項目3	実際の自然現象や工学要素に関して電磁気学の観点から考察が出来る	実際の自然現象や工学要素に関して電磁気学を使って説明できる	実際の自然現象や工学要素に関して電磁気学を使って説明できない

教育方法等

概要:

電磁気学は工学を体系付ける基本的な物理学の1つであり、その正確な理解は応用的技術者の素養として必須である。一方で、より現実に即した自然現象や工学的原理を具体的に考える際には、電磁気現象に関して力学や熱力学など他の物理的要因との複合的な関連を無視することができない。本授業では、具体的な事象・事例を取り上げつつ基礎的な電磁気学を応用的に適用できることを目指す。

授業の進め方・方法:

プリント資料を用いて講義を行う。授業では各トピックスに関しての講義とその内容に関する議論を行う。特に授業中に触れたテーマに関して学生間での議論を重視する。したがって事前に配布する資料の精読や内容に関しての予習は必須である。また、授業の理解度を確認するためのレポートを課す。

注意点:

【関連科目】
本　科：電気の基礎（１年）、物理Ⅰ（２年）、電気回路Ⅰ（３年）、電気回路Ⅱ（４年）、電磁気学（４年）
専攻科：応用計測工学（１年）

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	概要説明、電磁気学の復習	授業の概要および電磁気学の復習
		2週	マクスウェルの方程式(1)	スカラポテンシャル、ベクトルポテンシャルを理解しポアソン方程式、ラプラス方程式を理解する
		3週	マクスウェルの方程式(２)	アンペアの法則、ファラデーの法則を理解し、マクスウェル方程式から電磁波を導く。
		4週	電磁波の性質	真空中及び導体中における電磁波の性質について学ぶ
		5週	具体例の考察（１）	雷放電の原理とそれに伴う電磁放射について考察する
		6週	磁界中の荷電粒子の運動	磁界中の単一荷電粒子のドリフト運動について理解する
		7週	磁界中における荷電粒子の集団的振る舞い	磁界中における荷電粒子の集団的な振る舞いとプラズマの性質を理解する
		8週	プラズマの電磁流体近似	MHD流体の性質と振る舞いについて理解する
	4thQ
		9週	具体例の考察（２）	超高層大気のプラズマ現象や宇宙空間の電磁気的現象について考察する
		10週	誘電体	誘電体の性質について理解する
		11週	具体例の考察（３）	コンデンサーの特性について考察する
		12週	強磁性体	強磁性体のBH特性や透磁率の特性に関して理解する
		13週	具体例の考察（４）	強磁性体を用いた磁気センサーについて考察する
		14週	具体例の考察（５）	14回までの内容に関する実際の応用例について議論する
		15週	試験	上記の内容についての試験
		16週	答案返却など	答案返却および解説

評価割合

	試験	レポート	合計
総合評価割合	80	20	100
基礎的能力	0	20	20
専門的能力	40	0	40
分野横断的能力	40	0	40