電気磁気学3

科目基礎情報

学校 阿南工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 電気磁気学3
科目番号 1314B01 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 電気コース 対象学年 4
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 エレクトロニクスのための電気磁気学例題演習(コロナ社)/電磁気学(コロナ社)
担当教員 松本 高志

到達目標

1.電磁界に関連する基礎的なベクトル解析の計算ができる。
2.ガウスの法則を理解し、静電界に関する計算に活用できる。
3.ビオ・サバールの法則およびアンペールの法則を説明し、磁界に関する計算ができる。
4.電磁誘導を説明し、自己インダクタンスと相互インダクタンスに関する計算ができる。
5.平面電磁波の伝搬特性を説明できる。

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最低限の到達レベル(可)
到達目標1電磁界に関連する複雑なベクトル解析の計算ができる。電磁界に関連する標準的なベクトル解析の計算ができる。電磁界に関連する基礎的なベクトル解析の計算ができる。
到達目標2ガウスの法則を説明し、静電界に関する複雑な計算ができる。ガウスの法則を説明し、静電界に関する標準的な計算に活用できる。ガウスの法則を説明できる。
到達目標3ビオ・サバールの法則およびアンペールの法則を説明し、複雑な磁界に関する計算ができる。ビオ・サバールの法則およびアンペールの法則を説明し、標準的な磁界に関する計算に活用できる。ビオ・サバールの法則およびアンペールの法則を説明できる。
到達目標4電磁誘導を説明し、自己インダクタンスと相互インダクタンスに関する複雑な計算ができる。電磁誘導を説明し、自己インダクタンスと相互インダクタンスに関する標準的な計算ができる。電磁誘導を説明できる。また自己インダクタンスと相互インダクタンスを説明できる。
到達目標5平面電磁波の伝搬特性を理解し、電磁波の固有インピーダンスや速度を計算できる。標準的な平面電磁波の伝搬特性を説明できる。平面電磁波の基礎的な伝搬特性を説明できる。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
本講義では電気磁気現象の基礎からマックスウェルの電磁方程式まで再学習し、電磁現象に関する応用計算力をつけ、電気工学に関する様々な現象を正確に捉え、分析理解する能力を身につけることを目的とする。
授業の進め方と授業内容・方法:
・演習問題を解説するため黒板への板書を中心に座学形式で進めるが、ペアやグループでの学び合いも行う。
・この科目は学修単位のため、事前・事後学習としてレポートを実施する。
注意点:
ベクトル解析を基調とした例題演習によって、これまで学習した電界、磁界の基本法則をベクトル表記で計算する再学習を行い、教科書を補助として講義を進める。ベクトル解析についての基礎知識を再学習しながら、電気磁気現象の理論的な取り扱いになじみ、理論で表現された物理的意味を理解することに努力して欲しい。

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
前期
1週 ベクトル解析の基礎 スカラ積、ベクトル積、ベクトルの発散を説明できる。
2週 ベクトル解析の基礎 ナブラ、ラプラシアン、勾配を説明できる。
3週 ベクトル解析の基礎 ベクトルの回転、線積分・面積分を説明できる。
4週 静電界 クーロンの法則を説明できる。
5週 静電界 電界と電位を説明できる。
6週 静電界 ガウスの定理を説明できる。
7週 静電界 ガウスの定理を説明できる。
8週 中間試験
9週 電流による磁界 アンペアの周回積分を説明できる。
10週 電流による磁界 ビオ・サバールの法則を説明できる。
11週 電流による磁界 ベクトルポテンシャルを説明できる。
電磁誘導を説明できる。
12週 電磁誘導 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。
13週 電磁波 伝導電流と変位電流を説明できる。
14週 電磁波 マクスウェルの電磁基礎方程式を説明できる。
15週 電磁波 平面電磁波、固有インピーダンスを説明できる。
16週 期末試験
答案返却

評価割合

定期試験小テストポートフォリオ発表・取り組み姿勢その他合計
総合評価割合7003000100
基礎的能力10050015
専門的能力600250085
分野横断的能力000000