シラバス参照 |
科目一覧へ戻る | 2022/03/31 現在 |
開講科目名 /Course |
◆電磁気学Ⅰ/Electromagnetics Ⅰ |
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時間割コード /Course Code |
S1407780_S1 |
開講所属 /Course Offered by |
システム工学部/Faculty of Systems Engineering |
ターム・学期 /Term・Semester |
2022年度/Academic Year 第2クォーター/2Q |
曜限 /Day, Period |
月/Mon 2, 木/Thu 3 |
開講区分 /Semester offered |
第2クォーター/2Q |
単位数 /Credits |
2.0 |
学年 /Year |
2,3,4 |
主担当教員 /Main Instructor |
宇野 和行 |
科目区分 /Course Group |
_ |
授業形態 /Lecture Form |
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教室 /Classroom |
|
開講形態 /Course Format |
遠隔授業(授業回数全体の半分以上) |
ディプロマポリシー情報 /Diploma Policy |
教員名 /Instructor |
教員所属名 /Affiliation |
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宇野 和行 | システム工学部(教員) |
授業の概要・ねらい /Course Aims |
電磁気学は工学部学生にとっての基礎科目であり、電界、電流、磁界、電磁波が主な学習内容である。現代社会で電気を使わずに動いているものはほとんどない。特にコンピュータ技術や通信技術の進歩に伴って、その物理現象を実現するための電磁気学に関する知識の重要性は特に高い。そしてさらに近年は電気自動車や充電システムなどのパワーエレクトロニクス分野の理解のためにも重要な知識となっている。 電磁気学Ⅰでは、これらのうち電界および電流について学ぶ。電界および電流の基本的な概念を理解し、数式にあてはめてそれを積分して解き、単なる概念の理解ではなく現実の問題解決に結び付けていく能力を獲得していく。 講義はオンラインで実施する。配布物に書き込んでいく形の解説動画をオンデマンドで提供する。 |
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到達目標 /Course Objectives |
(1)クーロンの法則,ガウスの法則、電界と電位、静電容量、誘電体,電流,キルヒホッフの法則といった基本的な概念について理解する。 (2)微分形式で表現されている基本的な概念を典型的な問題にあてはめて数式化し,数学的に解く力を身につける。 |
成績評価の方法・基準 /Grading Policies/Criteria |
(1)ほぼ毎回の授業で課題を出す。最後に、対面の筆記試験を行い評価する。 (2)課題提出は各回を均等配分して30点満点とする。これに筆記試験100点満点を加算して60点以上を合格とする。 (3)提出する課題は、内容(間を飛ばさずに記しているかなど)や提出形式(タイトルや氏名の記載の有無、読める形式か否か)もあわせて評価する。 |
教科書 /Textbook |
(1)テキストを配布する。Moodleからダウンロードすること。 (2)テキストに書き込む形で内容を説明した解説動画をオンデマンドで提供する。 |
参考書・参考文献 /Reference Book |
・「電磁気学演習」後藤憲一 著、共立出版; 電磁気学の問題が網羅的に解説されている。解説部分にはエッセンスがつまっている。 ・「電磁気学[改訂版]初めて学ぶ人のために」砂川重信 著、培風館; 大学における入門者用の教科書としてよく使われる。網羅的かといわれるとそうでもない。 |
履修上の注意 ・メッセージ /Notice for Students |
(1)配布物には練習問題があり、講義ではそれを実際に解いていく。自分でも配布物やノートにそれを書き写すなどして実際にフォローする学習を行うこと。 (2)週2回開講科目である。特に復習に時間のかかる科目であることを心すること。 (3)各回に学んでいく量は、Moodleを見て判断し、学習計画を立てること。「授業計画詳細情報」からどうしても少しずれる。 (4)Moodleに「レポートの書き方」というクラス(自己登録)を用意しているので、必要に応じて参照すること。レポートの書き方以外に、例えば手書きレポートを撮影してPDFにする方法とコツについても説明している。 |
履修する上で必要な事項 /Prerequisite |
オンラインでの動画視聴や課題提出があるので、PCと確実なネットワーク接続環境が必須である。 |
履修を推奨する関連科目 /Related Courses |
基礎電磁気学(1年生科目),電磁気学II |
授業時間外学修についての指示 /Instructions for studying outside class hours |
(1)授業時間外学習として、予習時間を2時間、復習時間を2時間確保すること。 (2)疑問や自分では解決できない問題が起きたら質問すること。Teamsのチャットなど双方向性のある手段をとることが望ましい。 |
その他連絡事項 /Other messages |
学生からの要求があれば、対面またはオンラインで質問できる機会を準備する。 |
授業理解を深める方法 /How to deepen your understanding of classes |
(1)電磁気学については演習書や解説書が他にも数多くある。配布物に記載のものと同様な問題がどのように取り扱われているかを理解していく。(③⑥⑦) (2)電気回路、電子回路、電気機器、センシング、有線・無線通信、発送・配電などとの関連についても学んでみる。(③⑤⑥⑦) (3)社会インフラとしての電気や電磁気学との関連、解決方法や問題点について考えてみる。(③④⑤⑥⑦⑨) 注:末尾の番号はアクティブラーニング実施要項の番号 |
オフィスアワー /Office Hours |
Teamsのチャット、電子メール、Moodleから連絡すること。北3号館B304室に来室してもよい(事前連絡お願いします)。 |
科目ナンバリング /Course Numbering |
S13012J11110B211 |
No. | 回(日時) /Time (date and time) |
主題と位置付け(担当) /Subjects and instructor's position |
学習方法と内容 /Methods and contents |
備考 /Notes |
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1 | 1 | 電磁気学の概要と数学的基礎 | シラバスの説明と受講上の注意 ベクトル代数などの数学的基礎 |
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2 | 2 | 電荷とクーロンの法則(1) | クーロンの法則、点電荷 | |
3 | 3 | 電荷とクーロンの法則(2) | 電界 | |
4 | 4 | ガウスの法則 | ガウスの法則 ガウスの法則についての例題 |
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5 | 5 | 電位と電位差 | 電位と電位差 保存場 等電位面 電位と電位差についての例題 |
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6 | 6 | 電気双極子 | 電気双極子とは 電気双極子のつくる電位 電気二重層 |
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7 | 7 | 導体 | 導体と絶縁体 接地 完全誘導と静電遮蔽 導体表面に働く力 電気影像 |
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8 | 8 | 静電容量とコンデンサ | 静電容量 コンデンサ 静電容量に関する例題 |
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9 | 9 | 誘電体中の静電界1 | 誘電体と分極 分極電荷と真電荷 電束密度 電気感受率と比誘電率 |
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10 | 10 | 誘電体中の静電界2 | 誘電体をつめたコンデンサ 誘電体の界面 誘電体を含む導体間の静電容量 |
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11 | 11 | 静電界のエネルギー | 静電エネルギー | |
12 | 12 | 電流とオームの法則1 | 電流 定常電流の保存則 キャリア密度とキャリア速度 |
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13 | 13 | 電流とオームの法則2 | オームの法則 ジュールの法則 抵抗の温度依存性 抵抗の接続 |
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14 | 14 | 電流と電位差1 | 電位と電圧 キルヒホッフの法則 |
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15 | 15 | 電流と電位差2 | 方程式による電気回路の解法 ブリッジ回路 |
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16 | 16 | 期末試験 |