1. 電磁気学の基本法則を理解できる.
2. 基礎法則に基づいた論証を適切に展開できる.
3. 様々な系の電気的な性質を調べる際に適切な基礎法則を適用できる.
4. 基礎法則を用いてさまざまな系の電気的な性質を計算できる．
概要:
電磁気学の基本法則, 物理量, 概念を体型立てて導入する. 本科目においては電気に焦点を絞り解説する. その際, 身近な話題や具体的数値を用いて, その物理的イメージを描き出す.
授業の進め方・方法:
多くの法則の相互の関係や全体系における位置づけを確認しながら, 全体の流れの方向を見失うことなく話を進める. できるかぎり簡単な数式を用いて平易な説明を心がける. また時間の許す限り例題・問題を解説する.
注意点:
電気磁気学では様々な系の電磁気的な性質を調べる際に物理学, 数学(微分積分, ベクトル解析)を用いるので, 基礎電気学I,II、2年次物理学、1,2年次数学を理解しておくことが望ましい.
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス, 定常電流の保存則 |
授業の内容, 方法，評価の方法および電流, 電流密度, 定常電流の保存則を理解し, 説明できる.
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| 2週 |
電荷, クーロンの法則，電界 |
電荷保存則, 電界を理解し, クーロンの法則を用いて電荷間に働く力を計算できる.
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| 3週 |
電荷, クーロンの法則，電界 |
電荷保存則, 電界を理解し, クーロンの法則を用いて電荷間に働く力を計算できる.
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| 4週 |
電荷, クーロンの法則，電界 |
電荷保存則, 電界を理解し, クーロンの法則を用いて電荷間に働く力を計算できる.
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| 5週 |
電荷, クーロンの法則，電界 |
電荷保存則, 電界を理解し, クーロンの法則を用いて電荷間に働く力を計算できる.
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| 6週 |
ガウスの法則 |
ガウスの法則を用いて様々な電荷分布のまわりの電界を計算できる.
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| 7週 |
ガウスの法則 |
ガウスの法則を用いて様々な電荷分布のまわりの電界を計算できる.
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| 8週 |
ガウスの法則 |
ガウスの法則を用いて様々な電荷分布のまわりの電界を計算できる.
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| 2ndQ |
| 9週 |
ガウスの法則 |
ガウスの法則を用いて様々な電荷分布のまわりの電界を計算できる.
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| 10週 |
中間試験 |
１から９週までに学習した内容の理解を確認する試験を実施する。
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| 11週 |
答案返却、定常電流の保存則,オームの法則, ジュールの法則 |
試験答案を返却する。定常電流の保存則,オームの法則, ジュールの法則を応用し,オームの法則の電子論, 抵抗の温度依存性を適切に調べることができる.
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| 12週 |
定常電流の保存則,オームの法則, ジュールの法則 |
定常電流の保存則,オームの法則, ジュールの法則を応用し,オームの法則の電子論, 抵抗の温度依存性を適切に調べることができる.
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| 13週 |
定常電流の保存則,オームの法則, ジュールの法則 |
定常電流の保存則,オームの法則, ジュールの法則を応用し,オームの法則の電子論, 抵抗の温度依存性を適切に調べることができる.
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| 14週 |
定常電流の保存則,オームの法則, ジュールの法則 |
定常電流の保存則,オームの法則, ジュールの法則を応用し,オームの法則の電子論, 抵抗の温度依存性を適切に調べることができる.
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| 15週 |
前期定期試験 |
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| 16週 |
期末試験、答案返却 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
電位(静電ポテンシャル) |
電位と電界との間に成り立つ関係を理解し, この関係から様々な電荷分布の回りの電位を計算できる.
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| 2週 |
電位(静電ポテンシャル) |
電位と電界との間に成り立つ関係を理解し, この関係から様々な電荷分布の回りの電位を計算できる.
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| 3週 |
電位(静電ポテンシャル) |
電位と電界との間に成り立つ関係を理解し, この関係から様々な電荷分布の回りの電位を計算できる.
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| 4週 |
電位(静電ポテンシャル) |
電位と電界との間に成り立つ関係を理解し, この関係から様々な電荷分布の回りの電位を計算できる.
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| 5週 |
電気双極子 |
電気双極子から十分遠方の電界を導出できる.
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| 6週 |
電気双極子 |
電気双極子から十分遠方の電界を導出できる.
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| 7週 |
コンデンサ, 静電エネルギー |
様々なコンデンサの静電容量, 静電エネルギーを計算できる.
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| 8週 |
中間試験 |
１から５週に学習した内容の理解を確認する試験を実施する。
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| 4thQ |
| 9週 |
答案返却、コンデンサ, 静電エネルギー |
試験答案を返却する。様々なコンデンサの静電容量, 静電エネルギーを計算できる.
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| 10週 |
コンデンサ, 静電エネルギー |
様々なコンデンサの静電容量, 静電エネルギーを計算できる.
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| 11週 |
誘電体, 誘電率 |
分極現象の原理を理解し, 様々な誘電体のまわりの電界,電束密度を計算できる.
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| 12週 |
誘電体, 誘電率 |
分極現象の原理を理解し, 様々な誘電体のまわりの電界,電束密度を計算できる.
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| 13週 |
誘電体, 誘電率 |
分極現象の原理を理解し, 様々な誘電体のまわりの電界,電束密度を計算できる.
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| 14週 |
誘電体, 誘電率 |
分極現象の原理を理解し, 様々な誘電体のまわりの電界,電束密度を計算できる.
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| 15週 |
期末試験 |
７週以降(中間試験除く)に学習した内容の理解を確認する試験を実施する。
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| 16週 |
答案返却 |
試験答案を返却する。
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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 |
| 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。 | 3 | |
| 電場・電位について説明できる。 | 3 | |
| クーロンの法則が説明できる。 | 3 | |
| クーロンの法則から、点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができる。 | 3 | |
| 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。 | 2 | |
| オームの法則を説明し、電流・電圧・抵抗の計算ができる。 | 3 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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 | |
| 誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 4 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 静電エネルギーを説明できる。 | 4 | |