| 授業科目 電気磁気学2 |
担当教員 白井 みゆき |
開講期 通年
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| 科目番号 130404 |
対象学年・学科・コース 4年 電子制御工学科 |
単位区分 |
単位数 2単位 |
| 授業概要・授業方針
電気・電子工学にまつわる技術は全て、その基本原理を電磁気学の範疇にまで遡って考えることができる。本科目では、エレクトロニクスへの応用を見据えた上で、その基礎となる電気・磁気の性質について理解を深め、静電界・静磁界、電流と磁界、電磁界中の荷電粒子の運動、電磁波、などに関わる基本的問題に対する解法を身に付けることを目標とする。 |
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 | 誘電分極のメカニズム | 1 | |
| 2 | 電気分極 | 1 | |
| 3 | 電束密度 | 1 | |
| 4 | 誘電率 | 1 | |
| 5 | 誘電体を持つコンデンサ | 1 | |
| 6 | 誘電体に働く力 | 1 | |
| 7 | 静電エネルギー | 1 | |
| 8 | 中間試験 | ||
| 9 | 異なる誘電体の境界条件 | 1 | |
| 10 | 電界と磁界との対応 | 1 | |
| 11 | 磁気双極子 | 1 | |
| 12 | 磁性体 | 1 | |
| 13 | 強磁性体 | 1 | |
| 14 | 板磁石とアンペールの法則 | 1 | |
| 15 | 演習 | ||
| 16 | 前期末試験 | ||
| 17 | 試験返却とまとめ |
| 後期 | 自己点検 |
| 1 | ビオ・サバールの法則 | 2 | |
| 2 | 種々の形状の電流による磁界 | 2 | |
| 3 | 電流が磁界から受ける力・ローレンツ力 | 3 | |
| 4 | 電磁界中の荷電粒子の運動（1） | 3 | |
| 5 | 電磁界中の荷電粒子の運動（2） | 3 | |
| 6 | 導体の運動と誘導起電力 | 4 | |
| 7 | 電磁誘導 | 4 | |
| 8 | 中間試験 | ||
| 9 | 自己インダクタンスと相互インダクタンス | 4 | |
| 10 | 種々の導体形状のインダクタンス | 4 | |
| 11 | 変位電流 | 5 | |
| 12 | Maxwelの基本方程式 | 5 | |
| 13 | 波動方程式と電磁波 | 5 | |
| 14 | 電磁波のエネルギーとPoyntingベクトル | 5 | |
| 15 | 電磁波のまとめ | ||
| 16 | 学年末試験 | ||
| 17 | 試験返却とまとめ |
| 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 | 誘電体を含む静電界について理解し、コンデンサに誘電体が挟まっている場合の極板間の電界の大きさやこのときに働く力を計算できる | 誘電体を含む静電界について理解し、コンデンサに誘電体が挟まっている場合の極板間の電界の大きさを計算できる |
誘電体を含む静電界について理解し、コンデンサに誘電体が挟まっている場合の極板間の電界の大きさを計算できない | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 2 | 電流が作る磁界について理解し、種々の導体を流れる電流が作る磁界の大きさを計算できる | 電流が作る磁界について理解し無限長導体を流れる電流が作る磁界の大きさを計算できる | 電流が作る磁界について理解し無限長導体を流れる電流が作る磁界の大きさを計算できない | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 3 | 電磁力について理解し、種々の導体にかかる力の大きさを計算することができる | 電磁力について理解し、線状導体にかかる力の大きさを計算することができる | 電磁力について理解し、線状導体にかかる力の大きさを計算することができない | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 4 | 電磁誘導について理解し、誘導電流の方向を正しく示し、大きさを計算することができる | 電磁誘導について理解し、誘導電流の方向を正しく示すことができる | 電磁誘導について理解し、誘導電流の方向を正しく示すことができない | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 5 | 変位電流および電磁波について理解し、マクスウェル方程式を書くことができ、内容を説明することができる | 変位電流および電磁波について理解し、マクスウェル方程式を書くことができる | 変位電流および電磁波について理解し、マクスウェル方程式を書くことができない | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 到達度評価
この科目は学修単位科目であるので、（９０時間−講義時間）以上の自学自習を必要 とする。したがって、科目担当教員が課した課題の内、{（９０時間−講義時間）×3 /4} 時間以上に相当する課題提出がないと単位を認めない。（各課題ごとの時間は 担当教員が設定する。） 成績は、定期試験70％、課題30％で評価する。 |
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| 履修上の注意
【事前学習】電気磁気学１の内容を良く復習しておくこと。配布資料を熟読しておくこと。 【関連科目】３年の電気磁気学１の続きにあたる内容である。５年の電気磁気学３で総合的な復習をする。 電磁気学は、電気・電子工学にまつわるあらゆる事柄全てに、その基礎として密接に関わっている。講義中に解説する内容は基礎的なレベルに終始するが、これが実用的な観点では実際の物とどのように関わっているか、という見方を常に心掛けるようにされたい。3年の電気磁気学1で学ぶ、電荷、電界、電位、静電容量、等の概念については、既に理解していることを前提に講義する。 |
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| 事前学習・自己学習・関連科目
【事前学習】電気磁気学１の内容を良く復習しておくこと。配布資料を熟読しておくこと。 【関連科目】３年の電気磁気学１の続きにあたる内容である。５年の電気磁気学３で総合的な復習をする。 電磁気学は、電気・電子工学にまつわるあらゆる事柄全てに、その基礎として密接に関わっている。講義中に解説する内容は基礎的なレベルに終始するが、これが実用的な観点では実際の物とどのように関わっているか、という見方を常に心掛けるようにされたい。3年の電気磁気学1で学ぶ、電荷、電界、電位、静電容量、等の概念については、既に理解していることを前提に講義する。 |
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学習・教育目標
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