電気磁気学

科目基礎情報

学校 有明工業高等専門学校 開講年度 平成29年度 (2017年度)
授業科目 電気磁気学
科目番号 0017 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 電気工学科 対象学年 4
開設期 後期 週時間数 1
教科書/教材 教科書:電気電子工学シリーズ1 電磁気学;岡田龍雄,船木和夫/朝倉書店,参考書:電気磁気;西巻正郎/森北出版,電気磁気学;電気学会編集/オーム社
担当教員 泉 勝弘

到達目標

1.ベクトル解析と静電界を説明できる。
2.電流と静磁界を説明できる。
3.電磁誘導と磁界のエネルギーを説明できる。
4.マクスウェル方程式を説明できる。

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未到達レベルの目安
評価項目1ベクトル解析と静電界を詳細に説明できる。ベクトル解析と静電界を説明できる。ベクトル解析と静電界を説明できない。
評価項目2電流と静磁界を詳細に説明できる。電流と静磁界を説明できる。電流と静磁界を説明できない。
評価項目3電磁誘導と磁界のエネルギーを説明できる。詳細に説明できる。電磁誘導と磁界のエネルギーを説明できる。説明できる。電磁誘導と磁界のエネルギーを説明できる。説明できない。
評価項目4マクスウェル方程式を詳細に説明できる。マクスウェル方程式を説明できる。マクスウェル方程式を説明できない。

学科の到達目標項目との関係

学習教育到達目標 B-2 学習教育到達目標 C-1

教育方法等

概要:
 物理学の重要な一部門としての電磁気学は、電力・電子・情報・通信などの電気関連諸分野において最も基礎的な学問であり、その理解と十分な基礎力を身につけることは電気系技術者として必須の素養である。この基礎的な学問といわれるものは、多くの現象に共通した法則そのものであり、ある特定の応用に密接に関係しているというよりは、むしろ、広い範囲の学問の基盤として考えることが適切である。電気的な現象や磁気的な現象の間に観察されるいろいろな関係を整理して、系統的に学び、それを現実の複雑な系を観察するとき基礎とするのが、ここで学ぶ「電気磁気学」である。本科目を学ぶ前提として、2年、3年生では電気磁気現象のうち、静電界・静磁界を中心に学習してきた。
 ここでは、ベクトル解析を用いて、すべての電磁気学現象を記述する4つのMaxwellの基礎方程式に至る種々の電磁現象や諸法則を学習する。
授業の進め方と授業内容・方法:
 本科目の目標は、2年、3年生で学んだ電気磁気現象を元にして、ベクトル解析を使い、Maxwellの4つの基礎方程式のそれぞれの式が意味するところを、より深く理解することである。
注意点:
 内容の理解と定着を図るため、必ず予習をして授業に臨み、授業でやったところは教科書本文中の演習問題や章末問題で復習し、理解度のチェックを行うこと。
 ベクトル表現された静電界、定常電流による磁界、電磁誘導、マクスウェル方程式の理解の程度で評価する。

授業計画

授業内容・方法 週ごとの到達目標
後期
1週 授業概要とベクトル解析 ベクトル解析を説明できる。
2週 クーロンの法則と電界 ベクトル解析によりクーロンの法則と電界を説明できる。
3週 ガウスの法則と電位 ベクトル解析によりガウスの法則と電位を説明できる。
4週 真空中の導体系の静電界 ベクトル解析により真空中の導体系の静電界を説明できる。
5週 誘電体と静電界 ベクトル解析により誘電体と静電界を説明できる。
6週 静電エネルギーと力 ベクトル解析により静電エネルギーと力を説明できる。
7週 これまでの復習 後期中間までの内容について説明できる。
8週 中間試験
9週 定常電流 ベクトル解析により定常電流を説明できる。
10週 定常電流による磁界 ベクトル解析により定常電流による磁界を説明できる。
11週 磁性体 ベクトル解析により磁性体を説明できる。
12週 電磁誘導と磁界のエネルギー 電磁誘導と磁界のエネルギーを説明できる。
13週 マクスウェル方程式 マクスウェル方程式を説明できる。
14週 これまでの復習 学年末までの内容について説明できる。
15週 期末試験
16週 テスト返却と解説

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合10000000100
基礎的能力0000000
専門的能力10000000100
分野横断的能力0000000