到達目標
１．導体を理解し、導体系の電位、静電容量、静電エネルギーの計算が出来る。
２．誘電体とは何かを理解し、誘電体中の電界，電束密度を求めることが出来る。
３．ガウスの法則の微分形を理解し、電位・電界から電界・電荷量を求めることができる。
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 | 導体系における電荷と電位の関係、電気エネルギーや働く力を理解し、諸量を導き出せる。 | 導体系における電荷と電位の関係、電気エネルギーや働く力を説明でき、諸量の計算ができる。 | 導体系における電荷と電位について説明できず、諸量の計算ができない。 |
| 評価項目2 | 誘電率、分極、電束密度の関係を理解し、誘電体中の分極、境界面における電界、電束密度を導き出せる。 | 誘電率、分極、電束密度について概念的に説明でき、与えられた数式を用いて計算できる。 | 誘電率、分極、電束密度について説明できず、誘電体中の分極や境界面における電界、電束密度が計算できない。 |
| 評価項目3 | ガウスの法則の微分形を理解し、電位・電界から電界・電荷量を導き出せる。 | ガウスの法則の微分形を説明でき、電位・電界から電界・電荷量を計算できる。 | ガウスの法則の微分形を説明できず、電位・電界から電界・電荷量を計算できない。 |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 B① 専門分野における工学の基礎を理解できる。
学習・教育到達度目標 B② 自主的・継続的な学習を通じて、専門工学の基礎科目に関する問題を解くことができる。
教育方法等
概要:
電気磁気学は、電気工学全般の中で最も重要な基礎科目であり、かつ自然現象を取り扱う場の物理学の一部でもある。その重要性を十分認識させながら、電荷・電界・電位といった概念を身につけさせるとともに、それらの相互関係を把握し、数学的表現と計算の仕方を学習する。
授業の進め方・方法:
教科書を解説しながら演習を行いつつ、難題についてグループでディスカッションする時間を設ける。
注意点:
公式や解法の暗記に偏ることなく、概念（イメージ）を想像しながら解答に取り組むこと。
必ず授業後に、問題を解く復習をし、現在の理解度を自己チェックすること。
上学年の授業との関係に留意し、目的意識を持って学習すること。
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 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
導体の定義 |
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。
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| 2週 |
静電容量の定義、静電容量の計算 |
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。
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| 3週 |
様々な導体系における静電容量の計算 |
様々な導体系における等の静電容量を計算できる。
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| 4週 |
様々な導体系における静電容量の計算 |
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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| 5週 |
コンデンサに蓄えられるエネルギー |
コンデンサに蓄えられる静電エネルギーを理解し、説明できる。
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| 6週 |
様々な導体系における電荷、充電圧の計算 |
単純球形および単純直線における静電エネルギーを理解し、説明できる。
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| 7週 |
１～６週目までの振り返り演習 |
１～６週目までの内容で、不十分なところをなくす。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
誘電体とは何か、分極、誘電率、電束密度 |
誘電体と分極、及び、電束密度を説明できる。
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| 10週 |
誘電体中の電界、電束密度に関するガウスの法則 |
誘電体におけるガウスの法則を説明できる。
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| 11週 |
誘電体中の電界、電束密度に関するガウスの法則 |
誘電体における電束密度をガウスの法則を用いて計算できる。
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| 12週 |
誘電体界面での境界条件 |
誘電体の境界における電界・電束密度を説明し，計算できる。
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| 13週 |
導体系と電位係数 |
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。
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| 14週 |
電位の勾配による電界の計算、偏微分 |
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。
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| 15週 |
９～１４週までの振り返り演習 |
９～１４週までの内容で、不十分なところをなくす。
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| 16週 |
定期試験 |
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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 |
| 基礎的能力 | 自然科学 | 物理 | 電気 | 導体と不導体の違いについて、自由電子と関連させて説明できる。 | 4 | 後1 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電磁気 | 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。 | 4 | 後1 |
| 誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 4 | 後9,後10 |
| 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。 | 4 | 後2,後3 |
| 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。 | 4 | 後4 |
| 静電エネルギーを説明できる。 | 4 | 後5,後6 |
評価割合
| 試験 | 小テスト等 | 演習・レポート | 発表 | 相互評価 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 0 | 30 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 0 | 30 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |