授業科目 電磁気学1 |
担当教員 加藤 茂 |
開講期 通年
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科目番号 121303 |
対象学年・学科・コース 3年 電気情報工学科 |
単位区分 専門基礎 |
単位数 2単位 |
授業概要・授業方針
電荷によって生ずる電界や電束を、電気力線や電束を表す仮想の線で表現し、ガウスの定理を用いて計算する。また、力で定義される電界とエネルギーで定義される電位を、微分・積分を用いて相互に関係づけ、導体を含む系の電界と電位から、コンデンサの静電容量とこれに蓄えられるエネルギーを導出する。誘電体の分極と、静電容量、誘電率・比誘電率の関係を明らかにする。
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到達目標
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授業要目 | 到達目標 との対応 |
自己点検 |
前期 |
1 | 電荷、電荷間の力、クーロンの法則 | 1 | |
2 | 電界の定義 | 1,2 | |
3 | 電気力線による電界の表し方 | 2 | |
4 | ガウスの定理 | 2 | |
5 | 電荷が球状に分布している場合の電界計算 | 2 | |
6 | 電荷が円筒状に分布している場合の電界計算 | 2 | |
7 | 電荷が無限平面状に分布している場合の電界計算 | 2 | |
8 | 中間試験 | ||
9 | 静電誘導 | 1 | |
10 | 平行平板導体の電界 | 2 | |
11 | 誘電体と誘電率(1) | 2 | |
12 | 誘電体と誘電率(2) | 2 | |
13 | 電束密度と電界の関係 | 2 | |
14 | 電束密度とガウスの定理 | 2 | |
15 | 前期の復習 | 1,2 | |
16 | 期末試験 | ||
17 | 試験返却と総まとめ | 1,2 |
後期 | 自己点検 |
1 | 異なる誘電体を含む場合の電束密度、電界の計算(1) | 5 | |
2 | 異なる誘電体を含む場合の電束密度、電界の計算(2) | 5 | |
3 | 電位と電位差 | 3 | |
4 | 真空の場合の電位、電位差の計算 | 3 | |
5 | 誘電体を含む場合の電位、電位差の計算 | 5 | |
6 | 電位差と電界の関係 | 2,3 | |
7 | 電気影像法 | 1,2 | |
8 | 中間試験 | ||
9 | 静電容量 | 4 | |
10 | 静電容量とコンデンサの接続 | 4 | |
11 | コンデンサに蓄えられるエネルギー | 4 | |
12 | 静電容量の計算(1)平行板 | 4 | |
13 | 静電容量の計算(2)同心球、同心円筒 | 4 | |
14 | 点電荷による電位の重ね合わせ | 3 | |
15 | 後期の復習 | 2,3,4,5 | |
16 | 期末試験 | ||
17 | 試験返却と総まとめ | 2,3,4,5 |
到達達成度の指標(ルーブリック) |
到達 目標 |
理想的なレベル(A)の目安 | 標準的なレベル(B)の目安 | 未到達なレベル(C)の目安 | 自己評価 |
1 | クーロンの法則に関する複雑な問題を解くことができる | クーロンの法則に関する単純な問題を解くことができる | クーロンの法則の問題の計算ができない | A・B・C |
2 | 電界に関する複雑な問題を解くことができる | 電界に関する単純な問題を解くことができる | 電界の計算ができない | A・B・C |
3 | 電位や電位差に関する複雑な問題を解くことができる | 電位や電位差に関する単純な問題を解くことができる | 電位や電位差の計算ができない | A・B・C |
4 | 静電容量や蓄えられているエネルギーに関する複雑な問題を解くことができる | 静電容量や蓄えられているエネルギーに関する単純な問題を解くことができる | 静電容量や蓄えられているエネルギーの計算ができない | A・B・C |
5 | 異なる誘電体を含む場合の、電束密度、電界、電位差等の複雑な問題を解くことができる | 異なる誘電体を含む場合の、電束密度、電界、電位差等の単純な問題を解くことができる | 異なる誘電体を含む場合の、電束密度、電界、電位差等の計算ができない | A・B・C |
到達度評価
定期試験の成績を70%、小テスト及び課題提出などを30%の割合で評価する。
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履修上の注意
電磁気学は電気工学の基礎となる原理や法則をまとめたものです。したがって、その内容は電気工学を学ぶ者として、どうしても身につけておく必要があります。特に、電界、電位、静電容量などの物理量の意味をしっかりと身につけて、自分自身の言葉でその説明ができるように心がけて下さい。
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事前学習・自己学習・関連科目
この科目は4年の「電磁気学 2」に続き、また、5年の「電力工学 B」では、送電線の放電現象と静電容量の計算に必要です。また、多くの大学、専攻科の電気系学科等への進学に際し、その学力試験には電磁気学が課せられています。本科目は、無線従事者・電気工事士・電気主任技術者関連科目です。
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