電磁気学1 シラバス

授業科目電磁気学1	担当教員加藤　茂		開講期通年
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。

到達目標

クーロンの法則により電荷に働く力を計算できること。
ガウスの定理等により、電界を計算できること。
電位や電位差を計算できること。
静電容量や蓄えられているエネルギーを計算できること。
異なる誘電体を含む場合に、電束密度、電界、電位差等を計算できること。

教科書: やくにたつ電磁気学　第３版　平井紀光　著　（ムイスリ出版）
参考書: 詳解　電磁気学演習　　後藤憲一、山崎修一郎　著　（共立出版）

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。

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。

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。