電気磁気学Ⅰ

科目基礎情報

学校	佐世保工業高等専門学校	開講年度	平成30年度 (2018年度)
授業科目	電気磁気学Ⅰ
科目番号	0049	科目区分	専門 / 必修
授業形態	講義	単位の種別と単位数	履修単位: 2
開設学科	電気電子工学科	対象学年	3
開設期	通年	週時間数	前期:1 後期:1
教科書/教材	電気基礎１(実教出版)，基礎電磁気学(オーム社)
担当教員	柳生 義人

到達目標

1. 静電気の基本的性質および電界，電位の定義を説明することができ，計算により求めることができる。
2. 球や平行平板，円柱など基本モデルにガウスの法則を適用し，電界，電位を求めることができる。
3. 電気力線および電束について説明することができる。
4. 球や平行平板，円柱など誘電体を含む基本的モデルにおいて電界，電位，静電容量を求めることができる。
5. 誘電体中に蓄えられるエネルギーや力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	静電気の基本的性質および電界，電位の定義を説明することができ，計算により求めることができる。	静電気の基本的性質および電界，電位の定義をおおよそ説明することができ，計算によりおおよそ求めることができる。	静電気の基本的性質および電界，電位の定義を説明することができ，計算により求めることができない。
評価項目2	球や平行平板，円柱など基本モデルにガウスの法則を適用し，電界，電位を求めることができる。	球や平行平板，円柱など基本モデルにガウスの法則を適用し，電界，電位をおおよそ求めることができる。	球や平行平板，円柱など基本モデルにガウスの法則を適用し，電界，電位を求めることができない。
評価項目3	電気力線および電束について説明することができる。	電気力線および電束について，おおよそ説明することができる。	電気力線および電束について説明することができない。
評価項目4	球や平行平板，円柱など誘電体を含む基本的モデルにおいて電界，電位，静電容量を求めることができる。	球や平行平板，円柱など誘電体を含む基本的モデルにおいて電界，電位，静電容量をおおよそ求めることができる。	球や平行平板，円柱など誘電体を含む基本的モデルにおいて電界，電位，静電容量を求めることができない。
評価項目5	誘電体中に蓄えられるエネルギーや力を求めることができる。	誘電体中に蓄えられるエネルギーや力をおおよそ求めることができる。	誘電体中に蓄えられるエネルギーや力を求めることができない。

教育方法等

概要:

電気基礎科目の一つで重要な科目である。３年次は２年次の電気磁気学Ⅰに接続し，電気磁気現象の法則を学び，諸問題への対処法，考え方を理解する。多くの演習を通して法則の適用法および応用力を養う。

授業の進め方・方法:

予備知識：　2年次の電気磁気学Ⅰ，代数幾何，微積分の基礎を理解しておく。ベクトル演算については適宜解説する。
講 義 室：　3E教室
授業形態：　講義と演習
学生が用意するもの：　ノート，関数電卓

注意点:

評価方法：　定期テスト（４回）80%，演習およびレポート，小テストを20%とし，計100点満点（60点以上を合格）とする。
自己学習の指針：　電気磁気学では，毎回の授業で学ぶ内容の関連性が深く，それぞれの授業で学習した内容が授業ごとに積み重なりながら体系化されていく科目である。したがって，学習した内容を次回の授業までには，教科書・ノート・練習問題などを参考に復習しておくこと。
オフィスアワー：　木曜日・金曜日：１６時～１７時。これ以外の時間でも在室時はいつでも対応可。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	ガイダンス（シラバス説明），電荷，静電誘導，クーロンの法則，演習	本科目で学習する電気磁気学の概要を説明できる。静電気の基本的性質を理解し、クーロン力の計算ができる。
		2週	電界，複数個の点電荷による電界，演習	一つまたは，複数個の点電荷による電界の計算をすることができる。
		3週	電気力線，電気力線の密度と電界の強さ，演習	電気力線を描くことができ，電気力線の密度から電界の強さを計算できる。
		4週	電束と電束密度	電束および電束密度を明することができる。
		5週	電位と仕事，電位差，電位の傾き	仕事および電位，電位の傾きを説明でき，計算することができる。
		6週	電気力線と等電位面	ガウスの法則を説明でき、電界の計算などに用いることができる。
		7週	静電容量とコンデンサの接続，演習	コンデンサの直列・並列・直並列接続に対し，静電容量を計算することができる。
		8週	誘電体内のエネルギー，静電吸引力	誘電体内のエネルギー，静電吸引力を説明し，計算することができる。
	2ndQ
		9週	前期中間試験	前期中間試験の内容を理解し、その範囲の問題を解くことが出来る。
		10週	前期中間試験の解説 ガウスの法則	ガウスの法則を説明することができる。
		11週	ガウスの法則（導体球の電界，電位），演習	ガウスの法則を導体球に適用し，電界および電位を計算することができる。
		12週	ガウスの法則（一様に帯電した帯電球の電界，電位），演習	ガウスの法則を一様に帯電した帯電球に適用し，電界および電位を計算することができる。
		13週	ガウスの法則（無限長円筒の電界，電位），演習	ガウスの法則を無限長円筒に適用し，電界および電位を計算することができる。
		14週	ガウスの法則（無限長・有限長線の電界，電位），演習	ガウスの法則を無限長・有限長線に適用し，電界および電位を計算することができる。
		15週	ガウスの法則（無限平面の電界，電位），演習	ガウスの法則を無限平面に適用し，電界および電位を計算することができる。
		16週	前期期末試験	前期期末試験の内容を理解し，その範囲の問題を解くことが出来る。
後期
	3rdQ
		1週	前期期末試験の解説 帯電した円形コイルの電界，電位，演習	帯電した円形コイルの電界，電位を計算することができる。
		2週	帯電した円板の電界，電位，演習	帯電した円板の電界，電位を計算することができる。
		3週	電気双極子，演習	電気双極子の電界，電位を計算することができる。
		4週	電気二重層，演習	電気二重層の電界，電位を計算することができる。
		5週	導体表面に働く力，静電容量（導体球，同心球），演習	導体表面に働く力を説明することができる。また，静電容量（導体球，同心球）を計算することができる。
		6週	静電容量（同心円筒，平行平板），演習	静電容量（同心円筒，平行平板）を計算することができる。
		7週	静電容量（平行導線），演習	静電容量（平行導線）を計算することができる。
		8週	電位係数，容量係数，誘導係数	電位係数，容量係数，誘導係数を説明し，計算することができる。
	4thQ
		9週	電気影像法	電気影像法を説明し，計算することができる。
		10週	後期中間試験	後期中間試験の内容を理解し、その範囲の問題を解くことが出来る。
		11週	後期中間試験の解説 誘電体（分極，電界）	誘電体の分極および誘電体中の電界を説明することができる。
		12週	拡張されたガウスの法則（平行平板）	拡張されたガウスの法則により平行平板の電束密度，電界を計算することができる。
		13週	拡張されたガウスの法則（同心球）	拡張されたガウスの法則により同心球の電束密度，電界を計算することができる。
		14週	誘電体の電荷間に働く電気力，誘電体の境界面におけるDとE	誘電体の電荷間に働く電気力および誘電体の境界面におけるDとEを説明し，計算することができる。
		15週	誘電体中に蓄えられるエネルギー，平行平板コンデンサの電極間に働く力	誘電体中に蓄えられるエネルギー，平行平板コンデンサの電極間に働く力を説明し，計算することができる。
		16週	後期学年末試験	学年末試験の内容を理解し、その範囲の問題を解くことが出来る。

評価割合

	定期試験	レポート・課題	合計
総合評価割合	80	20	100
基礎・専門的能力	80	20	100