到達目標
１．電界の計算が出来る。
２．静電容量の計算が出来る。
３．磁気現象を数式により理解し、電磁力の計算が出来る。
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 |
| １．電界の計算が出来る。 | １電界の計算について応用問題も含む複合問題のほとんどをとくことが出来る。 | 電界について基礎を理解し基礎的問題のほとんどを計算及び理解することが出来る。 | １．電界について基礎を理解しておらず、その計算や解き方の理解が出来ていない |
| ２．静電容量の計算が出来る。 | 静電容量について詳しく理解し、複合問題のほとんどを解くことが出来る。 | 静電容量についてその基礎を理解し、基礎問題のほとんどを解くことが出来る。 | 静電容量について、基礎問題の解き方を理解していない。 |
| ３．磁気現象を数式により理解し、電磁力の計算が出来る。 | 磁気現象を数式により深く総合的に理解し、電磁力に関する複合問題のほとんどの計算が出来る。 | 磁気現象の基礎を理解し、電磁力に関する基礎問題のほとんどの計算が出来る。 | 磁気現象の基礎を理解出来ず、電磁力に関する基礎問題のほとんどの計算ができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
電気あるいは磁気は直接我々の目で見ることができず、抽象的に考え、数式に頼ることが多いため、理解しにくい学問のように考えがちであるが、きわめて簡単な現象から取り上げて、それを十分に理解し、明確な概念を把握し、複雑な問題に進むようにして取り組みやすくして行く。そして、電気工学全部門の履修の基礎を養う。
授業の進め方・方法:
学生は板書された内容をきちんとノートし、授業中の演習問題を着実に理解することが求められる。定期的に、学生に問題や章末の練習問題を割り当て、解答を板書、説明をさせ、全員参加で解法に習熟を図る。
注意点:
前期中間試験２０％、定期試験２０％、後期の中間試験２０％、定期試験２０％、課題レポート２０％の合計評価とする。
中間試験および期末試験の再試験は行わない。
前期総合評価および後期総合評価に対して再試験を１回のみ実施する。
前後期総合評価に対して再試験を原則１回のみ実施する。
評価基準：60点以上を合格とする。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ベクトル解析と電磁気学の関係Ⅰ（勾配） |
スカラー場の勾配（ｇｒａｄ）の理解と電磁気への適用（電界と電位）が理解できる
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| 2週 |
ベクトル解析と電磁気学の関係Ⅱ（発散） |
ベクトル場の発散（ｄｉｖ）の理解と電磁気への適用が理解できる。
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| 3週 |
ベクトル解析と電磁気学の関係Ⅲ（回転） |
ベクトル場の回転（rot）の理解と電磁気への適用が理解できる。
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| 4週 |
ベクトル解析と電磁気学の関係Ⅳ
（各演算子間の公式） |
ベクトル演算子間の各公式を理解し各種計算や証明ができる。
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| 5週 |
ガウスの法則Ⅰ
（ガウスの法則の理解） |
ガウスの法則の基本的考えを理解できる。
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| 6週 |
ガウスの法則Ⅱ
（ガウスの法則の適用） |
様々な帯電体についてガウスの法則を適用し、各種計算ができる。
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| 7週 |
静電界の計算Ⅰ
電気双極子 |
電気双極子の意味を理解しそのまわりの空間における電界と電位が計算できる。
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| 8週 |
静電界の計算Ⅱ
（電気映像法） |
電気影像法を理解し、これを用いた各種計算が出来る
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| 2ndQ |
| 9週 |
静電場エネルギー |
静電場におけるエネルギーの概念を理解し各種計算が出来る。
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| 10週 |
静電容量 |
静電容量の意味を理解し各種計算が出来る。
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| 11週 |
コンデンサーの接続 |
静電容量の接続を説明し、その合成静電容量を計算できる。
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| 12週 |
誘電体と誘電分極 |
誘電体と分極、及び、電束密度を説明できる。
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| 13週 |
誘電体中の静電界 |
誘電体中の電界についての概念や電束の概念について説明や計算が出来る。
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| 14週 |
誘電体境界面での境界条件 |
誘電体境界面での境界条件を理解し各種計算が出来る。
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| 15週 |
誘電体中に蓄えられるエネルギーと力 |
誘電体中に蓄えられるエネルギーの概念を理解し各種計算が出来る。
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| 16週 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
電荷と電流 |
電荷と電流の関係を理解する。
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| 2週 |
オームの法則 |
オームの法則を用いた計算ができる。
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| 3週 |
ジュールの法則 |
ジュールの法則を用いた計算ができる。
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| 4週 |
電源と起電力 |
電源と起電力について理解する。
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| 5週 |
定常電流界 |
定常電流界について理解する。
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| 6週 |
電流による磁界、アンペアの右ねじの法則 |
電流による磁界、アンペアの右ねじの法則を理解する。
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| 7週 |
ビオ・サバールの法則 |
電流が作る磁界をビオ・サバールの法則を用いて説明でき、簡単な磁界の計算に用いることができる。
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| 8週 |
アンペアの周回積分の法則 |
電流が作る磁界をアンペールの法則を用いて説明でき、簡単な磁界の計算に用いることができる。
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| 4thQ |
| 9週 |
ベクトルポテンシャル |
ベクトルポテンシャルを理解する。
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| 10週 |
電磁力、ローレンツ力 |
電磁力、ローレンツ力を理解する。
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| 11週 |
磁性体 |
磁性体について説明できる。
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| 12週 |
磁性体の境界条件 |
磁性体の境界条件について説明できる。
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| 13週 |
磁性体の磁化 |
磁性体の磁化について説明できる。
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| 14週 |
磁気回路 |
磁気回路を用いて磁界の計算ができる。
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| 15週 |
インダクタンス |
インダクタンスにつきて計算ができる。
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| 16週 |
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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 | 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。 | 2 | 前8 |
| 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。 | 2 | 前9,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。 | 2 | 前5,前6 |
| 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。 | 2 | 前8 |
| 誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 2 | 前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。 | 2 | 前10 |
| 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。 | 2 | 前11 |
| 静電エネルギーを説明できる。 | 2 | 前9,前15 |
| 電流が作る磁界をビオ・サバールの法則およびアンペールの法則を用いて説明でき、簡単な磁界の計算に用いることができる。 | 2 | 後5,後6,後7,後8,後14 |
| 電流に作用する力やローレンツ力を説明できる。 | 2 | 後10 |
| 磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。 | 2 | 後11,後12,後13,後15 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | 課題レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |