到達目標
到達目標
１．電磁気学で使用するベクトル解析の基本初歩問題を解くことができる。
２．電荷、電界、電位およびそれらの関係性を理解できる。
３．電流、磁界、磁束密度およびそれらの関係性を理解できる。
４．電磁誘導の法則を理解できる。
５．マクスウェルの法則から電磁波を理解できる。
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 | ベクトル解析の勾配、発散、回転の物理的意味を理解できる。 | ベクトル解析の計算法を理解し，計算ができる。 | ベクトル解析の演算記号を認識できない。 |
| 評価項目2 | 法則を駆使して電荷、電界、電位と相互の関係を計算で示すことができる。 | 電荷、電界、電位の物理的意味と単位を理解できる。また、それらの相互の関係を法則(名)とともに理解できる。 | 電荷、電界、電位の物理的意味を明確に分類できない。 |
| 評価項目3 | 法則を駆使して電流、磁界、磁束密度と相互の関係を計算で示すことができる。 | 電流、磁界、磁束密度の物理的意味と単位を理解できる。また、それらの相互の関係を法則(名)とともに理解できる。 | 電流、磁界、磁束密度の物理的意味を明確に分類できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
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。
本科目は、SDGsの17の目標のうち「9. 産業と技術革新の基盤をつくろう」に関連している。
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。
授業の属性・履修上の区分
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 |
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こと。
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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こと。
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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こと。
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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こと。
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| 5週 |
誘電体 |
誘電体、誘電率、分極を理解できること。
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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こと。
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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こと。
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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こと。
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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こと。
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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こと。
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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こと。
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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こと。
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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こと。
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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こと。
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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こと。
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| 16週 |
テスト返却と解説 |
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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 |
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 | 70 | 0 | 0 | 0 | 30 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 35 | 0 | 0 | 0 | 15 | 0 | 50 |
| 専門的能力 | 35 | 0 | 0 | 0 | 15 | 0 | 50 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |