概要:
本科目では，電磁気学の基本的事項について理解する。電磁気学においては，基本法則を理解し、問題解決のための法則運用の考え方が重要であるため，本科目では電磁現象に関する基本的な法則の取り扱いの習熟を目指す。
授業の進め方・方法:
講義形式で行う。また，適宜，小テストを行う。
注意点:
電気回路を履修していること。また，一般科目のうち，理数系に関する科目を履修していること。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
マックスウェルの方程式／電荷と力 |
電磁気学の物理量と単位、マックスウェルの法則の関係性を理解できる。
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| 2週 |
電界と電位 |
電界の概念とガウスの法則を理解できる。
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| 3週 |
ラプラスおよびポアソンの方程式 |
ベクトルの勾配、発散、回転を理解できる。また、ラプラスおよびポアソンの方程式を理解できる。
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| 4週 |
真空中の導体系と静電容量 |
コンデンサに蓄えられるエネルギーを理解できる。
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| 5週 |
誘電体 |
誘電体、誘電率、分極を理解できる。
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| 6週 |
電流 |
ジュール熱、抵抗率、導電率を理解できる。
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| 7週 |
磁性体と磁界 |
磁界のガウスの法則、磁気モーメント、磁性体を理解できる。
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| 8週 |
中間試験 |
電界、電位、電気力線、電束、磁界を説明でき、関連する法則を簡単な現象に適用できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
電流と磁界 |
右ねじの法則、アンペアの法則を理解でき、運用方法を理解できる。
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| 10週 |
ビオ・サバールの法則 |
ビオ・サバールの法則を理解でき、運用方法を理解できる。
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| 11週 |
電磁力と電磁誘導 |
磁界中の電流、磁界中の荷電粒子に作用する力を理解できる。さらに電子の電荷量や質量の基本性質を踏まえて、電磁界中のローレンツ力を理解できる。
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| 12週 |
インダクタンスと静磁エネルギー |
自己インダクタンス、相互インダクタンス、静磁エネルギーを理解できる。
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| 13週 |
電磁波 |
マックスウェルの方程式から波動方程式が求められる。
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| 14週 |
練習問題 |
電気磁気に関する法則を説明でき、簡単な現象に適用できる。
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| 15週 |
期末試験 |
電気磁気に関する法則を簡単な問題解決に適用できる。
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| 16週 |
テスト返却と解説 |
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| 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 | 電気回路 | 電荷と電流、電圧を説明できる。 | 3 | 前6 |
| オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 3 | 前6 |
| 電力量と電力を説明し、これらを計算できる。 | 3 | 前6,前12 |
| インピーダンスとアドミタンスを説明し、これらを計算できる。 | 3 | 前6 |
| 相互誘導を説明し、相互誘導回路の計算ができる。 | 3 | 前12 |
| 理想変成器を説明できる。 | 3 | 前12 |
| 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。 | 3 | 前2 |
| 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。 | 3 | 前2,前3 |
| 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。 | 3 | 前2,前3 |
| 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。 | 3 | 前4 |
| 誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 3 | 前5 |
| 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。 | 3 | 前4,前5 |
| 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。 | 3 | 前4,前5 |
| 静電エネルギーを説明できる。 | 3 | 前4,前5 |
| 磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。 | 3 | 前7 |
| 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。 | 3 | 前7,前10 |
| 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。 | 3 | 前9,前10 |
| 磁界中の電流に作用する力を説明できる。 | 3 | 前11 |
| ローレンツ力を説明できる。 | 3 | 前11 |
| 磁気エネルギーを説明できる。 | 3 | 前12 |
| 電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。 | 3 | 前11 |
| 自己誘導と相互誘導を説明できる。 | 3 | 前11 |
| 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。 | 3 | 前11,前12 |
| 電子工学 | 電子の電荷量や質量などの基本性質を説明できる。 | 4 | 前11 |
| 計測 | SI単位系における基本単位と組立単位について説明できる。 | 3 | 前1,前13 |