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電磁気学Ⅰ

科目基礎情報

学校 鹿児島工業高等専門学校 開講年度 2017
授業科目 電磁気学Ⅰ
科目番号 0017 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: 1
開設学科 電子制御工学科 対象学年 3
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 電気磁気　西巻正郎　 森北出版
担当教員 室屋 光宏

到達目標

１．電荷間に作用する力を求めることができる。
２．ガウスの定理を用いて電界を求めることができる。
３．任意の２地点間の電位差を求めることができる。
４．コンデンサの接続回路において、合成キャパシタンスや各コンデンサの電圧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平面上に配置される３個以上の電荷間に作用する力の大きさ及びその方向を求めることができる。直線上に配置される３個以上の電荷間に作用する力の大きさ及びその方向を求めることができる。直線上に配置される３個以上の電荷間に作用する力の大きさ及びその方向を求めることができない。
評価項目2ガウスの定理を用いて、内部に電荷が一様に分布している球の内外における電界を求めることができる。ガウスの定理を用いて、表面に電荷が一様に分布する球の内外における電界を求めることができる。ガウスの定理を用いて、表面に電荷が一様に分布する球の周辺における電界を求めることができない。
評価項目3点電荷の周辺における任意の２地点間の電位差を求めることができる。一様電界中における任意の２地点間の電位差を求めることができる。一様電界中における任意の２地点間の電位差を求めることができない。
評価項目4ブリッジ構成のコンデンサ接続回路の合成キャパシタンスや各コンデンサの電圧を求めることができる。コンデンサの直並列回路の合成キャパシタンスや各コンデンサの電圧を求めることができる。コンデンサの直並列回路の合成キャパシタンスや各コンデンサの電圧を求めることができない。

学科の到達目標項目との関係

本科（準学士課程）の学習・教育到達目標 3-c 説明 閉じる

教育方法等

概要:
電気系の科目では電気回路に並ぶ基礎科目であるが，内容が数式によって表されることが多く理解しにくい。そこで本科目ではできるだけ高度な数学的扱いはせずに，電気磁気現象の基本的な考え方を修得する。
授業の進め方・方法:
２年次までに学ぶベクトルや微分積分はしっかりと理解しておく必要がある。また，物理で学ぶ力学の知識も必要である。そして、電気回路におけるさまざまな現象の基本原理となっている。
注意点:
目に見えない現象であるから，常に頭の中でイメージすることが肝要である。適宜資料を配付するので、しっかり整理しておくこと。また、小テストもほぼ毎回実施するので、復習をしっかり取り組むこと。なお、参考書や補助教材は図書館に数多くあるので，積極的に利用すること。

授業計画

週 授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 静電気力 電荷と電荷による静電気現象を説明できる。
クーロンの法則について説明できる。
2週 電界 電界の定義について説明できる。
3週 電界 電界と電気力線の関係を説明できる。
4週 電界 ガウスの定理を用いて電界を導出できる。
5週 電位差 電界において電荷に作用する力とエネルギの関係を説明できる。
6週 電位差 電界と電位の関係を説明し、電位差を導出できる。
7週 導体と電荷 導体表面に分布する電荷について説明できる。
静電誘導現象について説明できる。
8週 キャパシタンス 電位差とキャパシタンスの関係を説明できる。
2ndQ
9週 キャパシタンス 導体間のキャパシタンスを導出できる。
10週 キャパシタンスの組合せ コンデンサの接続について、合成キャパシタンスや電荷、電位差について説明できる。
11週 誘電体 誘電体の特性について説明し、誘電体を含むキャパシタンスを計算できる。
12週 誘電体 誘電体を含むコンデンサ回路のキャパシタンス、電荷、電位差について計算できる。
13週 静電エネルギ コンデンサに蓄えられるエネルギについて説明し、計算できる。
14週 静電エネルギ コンデンサの極板間に働く力について説明し、計算できる。
15週 電気抵抗 抵抗率、温度係数について説明し、抵抗値を計算できる。
16週

評価割合

定期試験小テスト・レポートその他合計
総合評価割合70300000100
基礎的能力0000000
専門的能力70300000100
分野横断的能力0000000