| 科目コード | TE301 | ||||
| 科目名 | 電気磁気学Ⅰ(ElectromagnetismⅠ) | 単位数 | 2単位 | ||
| 対象学科 | 情報通信エレクトロニクス工学科 | 対象学年 | 3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 | 履修 |
| 授業形式 | 講義 | 規定授業時数（単位時間） | 60 | ||
| 教員名（所属） | 芳野裕樹（情報通信エレクトロニクス工学科） | 教員室 | 1号棟3階 | ||
| 使用教科書 | 山口昌一郎著「基礎電磁気学 改訂版」電気学会 | ||||
| 参考書 | 小塚洋司著「電気磁気学―その物理像と詳論」森北出版 | ||||
| 科目の位置付けと 関連科目 | 電磁気学は電気と磁気に関する物理現象を体系づけて述べたもので，電気や磁気を利用する技術（電気工学、電子工学、通信工学等）を学習する上での基礎科目として位置づけられる． 関連科目：基礎電気学I，基礎電気学II，電気回路学I，電気回路学II，電磁気学II，応用物理，通信システム工学，電子通信工学実験I，電子工学実験II | ||||
| 科目の概要 | 電磁気学のうち，静電界に関する基本的な現象の考え方，取り扱いについて述べる．クーロンの法則に始まり，電界，電位を定義し，各種条件下でこれらを求める．電気の基本的な素子である静電容量についてその定義を述べ，具体的な静電容量を求める．真空中だけでなく，誘電体内で電界がどのように変化するのかを述べる．電気の基本となる量である，電流について定義を述べ，オームの法則など基本的な法則を説明する． | ||||
| 授業方針 | 各種の電気，磁気現象が，導体や誘電体にどのように作用するのか，直感的に理解できるようになること．また，それらの物理現象を述べた数式の把握ができるようになること．基本的な問題について，その解を得ることができるようになること． | ||||
授業項目 | 時数 | 達成目標（習得すべき内容） |
| 電荷と電界 | 電荷，電界，電気力線，電束の概念を説明できる．クーロンの法則を説明でき，点電荷に働く力等を計算できる．ガウスの法則を説明でき、これを用いて電界を計算できる．電荷が与えられた時，電気力線を描き，電界の向きを表せる．電界の強さを求めることができる．電束密度と電気力線の違いを説明できる． | |
| 電位 | 電位の定義を言える．電位から電界を求められる．電位の傾きをベクトルで表せる．等電位面と電気力線の性質をいえる．ベクトルの発散とは何かを知り，ガウスの法則を微分系で表せる．静電界の保存性とは何か説明できる．ベクトルの回転とストークスの定理について知る． | |
| 種々な帯電体による電界 | 基本的な物体について，帯電したときに周囲に生じる電気力線の様子を描け，電界の強さを求めることができる．また、ガウスの法則を適用して問題を解ける． | |
| 静電容量 | 静電容量および静電エネルギーの概念を説明できる．基本的な構造を持つ平行平板コンデンサ等の静電容量を求めることができる．多数の導体間の静電容量を求めることができる．電気影像法について知る．コンデンサの並列，直列接続について説明でき，合成静電容量，エネルギーを求めることができる． | |
| 誘電体 | 導体の性質を説明でき，導体表面の電荷密度や電界などを計算できる．誘電体と分極について説明できること．誘電体における電束密度と電界の関係をいえる．2種類の誘電体境界での電気力線と電界の性質を説明できる．誘電体中のエネルギーについて計算できる．誘電体による静電容量の変化を計算できる． |
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 |
| ・電荷と電界 ・電気力線と電束 ・クーロンの法則 ・ガウスの法則の積分系 | 電荷，電界，電気力線，電束の概念をすべて説明できる．クーロンの法則をすべて説明でき，点電荷に働く力等をすべて計算できる．ガウスの法則を積分系で表し、これを用いた電界の計算等がすべてできる．電束密度と電気力線の違いをすべて説明できる． | 電荷，電界，電気力線，電束の概念を説明できる．クーロンの法則を説明でき，点電荷に働く力等を計算できる．ガウスの法則を積分系で表し、これを用いた電界の計算等ができる．電束密度と電気力線の違いを説明できる． | 電荷，電界，電気力線，電束の概念を説明できない．クーロンの法則を説明できない．点電荷に働く力等を計算できない．ガウスの法則を積分系で表せず、これを用いて電界等を計算することができない．電束密度と電気力線の違いを説明できない． |
| ・電位とベクトルの傾き ・ベクトルの発散とガウスの法則の微分系 ・ベクトルの回転とストークスの定理 ・帯電体による電界 | 電位の定義をすべて言える．電位から電界を求める計算がすべてできる．電位の傾きをベクトルですべて表せる．ベクトルの発散についてすべて理解し，ガウスの法則を微分系で表せる．ベクトルの回転とストークスの定理についてすべて理解し．帯電体による電界の強さをすべて求めることができる。 | 電位の定義を言える．電位から電界を求める計算ができる．電位の傾きをベクトルで表せる．ベクトルの発散について理解し，ガウスの法則を微分系で表せる．ベクトルの回転とストークスの定理について理解し．帯電体による電界の強さを求めることができる。 | 電位の定義を言えない．電位から電界を求められない．電位の傾きをベクトルで表せない．ベクトルの発散とは何か説明できず，ガウスの法則を微分系で表せない．ベクトルの回転とストークスの定理について理解できていない．帯電体による電界の強さを求めることができない． |
| ・静電容量 ・静電エネルギー ・コンデンサ ・電気影像法 | 静電容量および静電エネルギーの概念をすべて説明できる．基本的な構造を持つ平行平板コンデンサ等の静電容量をすべて求めることができる．多数の導体間の静電容量をすべて求めることができる．コンデンサの並列，直列接続についてすべて説明でき，合成静電容量，エネルギーを求めることができる．電気影像法についてすべて理解している． | 静電容量および静電エネルギーの概念を説明できる．基本的な構造を持つ平行平板コンデンサ等の静電容量を求めることができる．多数の導体間の静電容量を求めることができる．コンデンサの並列，直列接続について説明でき，合成静電容量，エネルギーを求めることができる．電気影像法について理解している． | 静電容量および静電エネルギーの概念を説明できない．基本的な構造を持つ平行平板コンデンサ等の静電容量を求めることができない．多数の導体間の静電容量を求めることができない．コンデンサの並列，直列接続について説明できず，合成静電容量，エネルギーを求めることができない．電気影像法について理解できていない． |
| ・導体の性質 ・誘電体と分極 ・誘電体中のエネルギー ・複数の誘電体 ・誘電体による静電容量の変化 | 導体の性質をすべて説明でき，導体表面の電荷密度や電界などを計算できる．誘電体と分極についてすべて説明できる．誘電体における電束密度と電界の関係をすべて説明できる．複数の誘電体境界での電気力線と電界の性質をすべて説明できる．誘電体中のエネルギーについてすべて計算できる．誘電体による静電容量の変化をすべて計算できる． | 導体の性質を説明でき，導体表面の電荷密度や電界などを計算できる．誘電体と分極について説明できる．誘電体における電束密度と電界の関係を説明できる．複数の誘電体境界での電気力線と電界の性質を説明できる．誘電体中のエネルギーについて計算できる．誘電体による静電容量の変化を計算できる． | 導体の性質を説明できず，導体表面の電荷密度や電界などを計算できない．誘電体と分極について説明できない．誘電体における電束密度と電界の関係を説明できない．複数の誘電体境界での電気力線と電界の性質を説明できない．誘電体中のエネルギーについて計算できない．誘電体による静電容量の変化を計算できない． |
| 評価方法及び 総合評価 | 宿題レポート(演習問題)、小テストを含む平常点を30％，定期試験，中間試験70％で評価する．宿題は，期限までに提出し，課題すべてに解答したものを評価対象とする．宿題の提出期限は，その都度指定する．期限を過ぎた宿題は０点として評価する．平常と試験を総合して60％以上で合格とする．なお，学年末試験を除く定期試験，中間試験で基準に達しなかった場合，再評価試験を実施する。 |
| 学習方法 | 授業を聞いて学習内容を理解すること。そして、できるだけ多くの演習問題を解くこと。この二つの学習習慣を身に付けてほしい。 |
| 学生への メッセージ | 電気磁気学は，電気・電子工学の基礎となる科目である．数式の取り扱いも大事であるが，物理現象を式で表したものなので，おおもととなる物理現象そのものをよく理解するように努めて欲しい． 新しい概念や取り数式の扱いが多いため，本気で学習しないと理解できません．4年生の電気磁気学で習う磁界と時間変化を有する電磁界の基礎となる部分なので，しっかり勉強し理解すること． |
| 学修単位への対応 | 該当なし |
| 本校教育目標との対応 | JABEE学習教育目標との対応 | ||||