| 科目コード | CI403 | ||||
| 科目名 | 電気磁気学II(Electromagnetism II) | 単位数 | 2単位 | ||
| 対象学科 | 制御情報システム工学科 | 対象学年 | 4年 | 開講期間 | 通年 |
| 科目区分 | 専門基礎科目 | 必修・選択 | 必修 | 履修/学修 | 学修 |
| 授業形式 | 講義 | 規定授業時数（単位時間） | 60 | ||
| 教員名（所属） | 福田 真（共通教育科 非常勤講師） | 教員室 | 5号棟4階 | ||
| 使用教科書 | 砂川重信著 「電磁気学 [改訂版] 初めて学ぶ人のために」 培風館 | ||||
| 参考書 | 長岡 洋介，丹慶 勝市著 「例解 電磁気学演習」岩波書店 | ||||
| 科目の位置付けと 関連科目 | 物理学, 数学(微分積分, ベクトル解析)を用いるので, 1,2年次基礎電気、2年次物理学、1,2年次数学、3年次電気磁気学 | ||||
| 科目の概要 | 電磁気学の基本法則, 物理量, 概念を体型立てて導入する. 本科目においては磁気に焦点を絞り解説する. その際, 身近な話題や具体的数値を用いて, その物理的イメージを描き出す. 多くの法則の相互の関係や全体系における位置づけを確認しながら, 全体の流れの方向を見失うことなく話を進める. できるかぎり簡単な数式を用いて平易な説明を心がける. また時間の許す限り例題・問題を解説する. | ||||
| 授業方針 | 1.電磁気学の基本法則を理解する. 2.基礎法則に基づいた論証を適切に展開できる. 3.様々な系の電磁気的な性質を調べる際に適切な基礎法則を適用できる. 4.基礎法則を用いてさまざまな系の電磁気的な性質を計算できる． | ||||
授業項目 | 時数 | 達成目標（習得すべき内容） |
| ガイダンス | 授業の内容, 方法，評価の方法を理解する. | |
| 磁荷, 磁界, アンペールの法則 | 電流間に働く力に関するアンペールの発見について理解し, 磁荷, 磁界, 磁束密度について簡単に説明できる. さらにアンペールの法則を用いて、対称性を持った回路に流れる電流のつくる磁束密度を計算できる。 | |
| ビオ・サバールの法則 | ビオ・サバールの法則を利用し, 円形電流のつくる静磁界や無限に長いソレノイドのつくる静磁界を計算できる. | |
| 磁界内の電流に作用する力 | 磁界内の電流に働く力, アンペールの力についての理解し, コイルに作用する力のモーメントを計算できる. | |
| 磁性体内の静磁界 | 磁性体内の静磁界の基本法則について理解し, 磁化率, 透磁率, 常磁性体, 強磁性体, 反磁性体についての例題が解ける. | |
| 変位電流 | マクスウェル・アンペールの法則を理解し，コンデンサーに生じる変位電流を計算できる. | |
| ファラデーの電磁誘導の法則 | ファラデーの電磁誘導の法則を利用し, 直線上の電線に交流が流れた場合に 電線に平行な長方形の導線に誘導される電流および起電力を計算できる. | |
| 運動する回路内に発生する起電力 | ファラデーの電磁誘導の法則の応用問題が解ける. |
ルーブリック | |||
評価項目 | 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 |
| アンペールの法則 | アンペールの法則を用いて、対称性を持った回路に流れる電流のつくる磁束密度を計算できる | アンペールの法則を用いて、対称性を持った回路に流れる電流のつくる磁束密度を一部計算できる。 | アンペールの法則を用いて、対称性を持った回路に流れる電流のつくる磁束密度を計算できない。 |
| ビオ・サバールの法則 | ビオ・サバールの法則を利用し, 円形電流のつくる静磁界や無限に長いソレノイドのつくる静磁界を計算できる. | ビオ・サバールの法則を利用し, 円形電流のつくる静磁界や無限に長いソレノイドのつくる静磁界をいくつか計算できる. | ビオ・サバールの法則について説明できない． |
| 磁界が及ぼす力、変位電流 | 磁界内の電流に働く力, アンペールの力についての理解し, コイルに作用する力のモーメントを計算できる. マクスウェル・アンペールの法則を理解し，コンデンサーに生じる変位電流を計算できる. | 磁界内の電流に働く力, アンペールの力についての理解し, コイルに作用する力のモーメントを一部計算できる. マクスウェル・アンペールの法則を理解し，コンデンサーに生じる変位電流を一部計算できる. | 磁界内の電流に働く力, アンペールの力について説明できない． マクスウェル・アンペールの法則について説明できない． |
| 電磁誘導 | ファラデーの電磁誘導の法則の応用問題が解ける. | ファラデーの電磁誘導の法則を利用し, 直線上の電線に交流が流れた場合に 電線に平行な長方形の導線に誘導される電流および起電力を計算できる.さらに，ファラデーの電磁誘導の法則の応用問題をいくつか解ける. | ファラデーの電磁誘導の法則について説明できない． |
| 評価方法及び 総合評価 | 定期試験(60%), 小テスト(10%), レポート評価(30%)を総合し, 60%以上の得点率で目標達成とみなす. 演習レポートの提出期限は課題提示と同時に示し, 期限に遅れて提出されたレポートの評価点は0点とする. |
| 学習方法 | 講義内容を理解し、講義の際に与えられた演習課題を解き、理解を深める。 |
| 学生への メッセージ | 電気磁気学では様々な系の電磁気的な性質を調べる際に物理学, 数学(微分積分, ベクトル解析)を用いるので, 1,2年次基礎電気、2年次物理学、1,2年次数学、3年次電気磁気学を理解しておくことが望ましい. |
| 学修単位への対応 | 90分の授業に対して放課後・家庭で90分程度の自学自習が求められます。 40時間程度のレポートもしくは自宅演習を課す。 |
| 本校教育目標との対応 | JABEE学習教育目標との対応 | ||||