到達目標
1）教科書中の式や理論を理解して導出できること。
2）磁界の示す現象を説明できること。
3）線形微分方程式が解けること。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安
A | 標準的な到達レベルの目安
B | 未到達レベルの目安
C | （学生記入欄）
到達したレベルに〇をすること。 |
| 評価項目1 | 現象や理論をモデルに合わせて、数式で表現できる。 | 現象を表わす関係式を使って、計算ができる。 | 現象と数学の関係、および理論が全く理解できない。 | A ・ B ・ C |
| 評価項目2 | 電流から磁界の現象が現れることを、数式で表現できる。 | 磁界の現象を表わす関係式を使って、計算問題を解ける。 | 電流と磁界が関係していることを理解できない。 | A ・ B ・ C |
| 評価項目3 | 交流電源の入った回路における過渡現象を解析できる。 | 線形微分方程式を使い、回路計算ができる。 | 電磁気学と数学との関係を理解してない。 | A ・ B ・ C |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 B
説明
閉じる
JABEE c
説明
閉じる
JABEE d
説明
閉じる
教育方法等
概要:
これまで学んだ数学や物理の知識が必要なので、復習をしっかりやっておくことが望ましい。また、３学年で学んだ電磁気学（電界）の基礎的知識も間接的に必要となるので復習することが望ましい。
授業の進め方・方法:
数式として表せたなら、どのように解くかは数学の問題、あるいは計算機工学の応用問題となる。この学問はこれまで学んだ数学、および物理の復習をしっかりと行うことが望ましく自己学習として、いくらかの課題を与えるのでレポート報告（自己学習）してください。基本的には、座学中心となる。評価は、年間４回の試験で最終成績を算出する。コロナの状況によっては、遠隔授業を実施する場合もある。
注意点:
教科書は、電気学会の基礎電磁気学を使用する。内容的に補足する際には、別刷の資料を配布する。
講義内容の理解力を確認するため、小テストや 追試験を実施することもある。
ポートフォリオ
（学生記入欄）
【授業計画の説明】実施状況を記入してください。
【理解の度合】理解の度合について記入してください。
（記入例）ファラデーの法則、交流の発生についてはほぼ理解できたが、渦電流についてはあまり理解できなかった。
・前期中間試験まで：
・前期末試験まで ：
・後期中間試験まで：
・学年末試験まで ：
【試験の結果】定期試験の点数を記入し、試験全体の総評をしてください。
（記入例）ファラデーの法則に関する基礎問題はできたが、応用問題が解けず、理解不足だった。
・前期中間試験 点数： 総評：
・前期末試験 点数： 総評：
・後期中間試験 点数： 総評：
・学年末試験 点数： 総評：
【総合到達度】「到達目標」どおりに達成することができたかどうか、記入してください。
・総合評価の点数： 総評：
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
（教員記入欄）
【授業計画の説明】実施状況を記入してください。
【授業の実施状況】実施状況を記入してください。
・前期中間試験まで：
・前期末試験まで ：
・後期中間試験まで：
・学年末試験まで ：
【評価の実施状況】総合評価を出した後に記入してください。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
授業計画の説明 |
授業計画・達成目標・成績の評価方法等の説明
|
| 2週 |
磁界と 電流、右ねじの法則の説明、応用 |
電流の向きと磁界の発生方向を理解できる。
|
| 3週 |
磁界 ビオ・サバールの法則
磁界 無限長電流の磁界解析 |
定義をしっかり理解して、一般的な式を書くことが出来るで。
|
| 4週 |
磁界 円形電流の磁界、無限長ソレノイドの中心磁界 |
ビオ・サバールの法則が適用できる。
|
| 5週 |
磁界 アンペアの周回積分、磁界のポテンシャル |
周回積分での表記ができる。
|
| 6週 |
磁界 フレミングの左手の法則、長方形コイルに働く力 |
力の方向を理解できる。トルクの定義を理解する。
|
| 7週 |
磁界 ホール効果、平行導線に働く力、力学から求める電流の単位 |
磁場中にある電子には力が働くことを理解する。
|
| 8週 |
前期中間試験 |
|
| 2ndQ |
| 9週 |
試験答案の返却及び解説 |
試験問題の解説及びポートフォリオの記入
|
| 10週 |
電磁誘導 ファラデーの法則、レンツの法則 |
磁界の変化から起電力が発生することを理解する。
|
| 11週 |
交流の発生、実効値、波形率、波高率 |
発生した電圧、電流の式の性質を理解できる。
|
| 12週 |
フレミング右手則、ローレンツ力 |
運動から電圧への返還を理解し、逆も起こることを理解する。
|
| 13週 |
ローレンツ力の応用 |
応用問題を解いて理解を深める。
|
| 14週 |
電気・機械エネルギー変換、渦電流 |
簡単なモデルを用いて、機械電気エネルギー変換を理解できる。
|
| 15週 |
前期期末試験 |
|
| 16週 |
試験答案の返却及び解説 |
試験問題の解説及びポートフォリオの記入
|
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
インダクタンス 自己インダクタンス、相互インダクタンス |
インダクタンスの定義を磁束線の関係から理解できる。
|
| 2週 |
相互インダクタンスと自己インダクタンスとの関係 |
二つのインダクタンスの関係を示す式を理解できる。
|
| 3週 |
インダクタンスの直列・並列接続 |
インダクタンスの接続に関する計算ができる。
|
| 4週 |
無限長ソレノイドのL、有限長ソレノイドのL |
具体的なモデルの自己インダクタンスを求めることができる。
|
| 5週 |
往復導線間M、２線往復導線間M、電磁エネルギー |
電磁エネルギーからインダクタンスを求めることができる。
|
| 6週 |
線形微分方程式の解法、記号法 逆ラプラス変換 |
線形微分方程式を記号法等を用いて解くことが出来る。
|
| 7週 |
直流回路の過渡現象、直流RL、RC回路の過渡現象
交流回路の過渡現象、交流RL、交流RC回路の過渡現象 |
直流回路の過渡現象を解析することができる。
交流回路の過渡現象を解析することができる。
|
| 8週 |
後期中間試験 |
|
| 4thQ |
| 9週 |
試験答案の返却及び解説 |
試験問題の解説及びポートフォリオの記入
|
| 10週 |
磁化の強さ、磁化率と透磁率、磁性体の磁化、ヒステリシス曲線、磁化のエネルギー |
磁区の向きによって磁化が形成されることを理解できる。
|
| 11週 |
ヒステリシス損、磁気回路 |
磁気回路を電気回路と等価に見ることができる。
|
| 12週 |
磁束に関するガウスの定理、境界面のB,H |
拡張されたガウスの定理との比較を行う。
|
| 13週 |
変位電流、マクスウェル方程式、平面波、、ポインティングベクトル |
マクスウェル式で表される電磁波の基礎的特性を理解できる。
|
| 14週 |
電磁波反射、電磁波の反射と透過、電磁波の伝送 |
電磁波の諸特性を理解できる。
|
| 15週 |
後期期末試験 |
|
| 16週 |
試験答案の返却及び解説 |
試験問題の解説及びポートフォリオの記入
|
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 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 3 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 静電エネルギーを説明できる。 | 3 | |
| 磁性体と磁化及び磁束密度を説明できる。 | 3 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 磁界中の電流に作用する力を説明できる。 | 3 | |
| ローレンツ力を説明できる。 | 3 | |
| 磁気エネルギーを説明できる。 | 3 | |
| 電磁誘導を説明でき、誘導起電力を計算できる。 | 3 | |
| 自己誘導と相互誘導を説明できる。 | 3 | |
| 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 | |
評価割合
| 試験 | レポート | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 |
| 専門的能力 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 |
| 分野横断的能力 | 0 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 |