山梨大学電子シラバス

授業科目名

担当教員

基礎電気理論

小林　潔

時間割番号

単位数

コース

履修年次

期別

曜日

時限

262000 E

前期

金

［概要］

電気電子システム工学は、力学、電磁気学、量子力学という基本的科目の上に電気回路、電子回路や電子デバイスなどの科目を総合して成り立っている。 　基本的科目で学ぶ物理的な現象や法則を理解するためには、論理的な考察に加え、数学的なアプローチが必要となる。実際応用工学のさまざまな分野において、数学的、あるいは図形的な説明が数多く用いられている。物理現象や法則は、基本的な方程式により記述されるが、これらの数学的解法や複合的な考察から、その現象や法則をより深く理解することができる。　本講義では、１）複素数の基本事項、三角・指数関数の特徴を理解し、交流回路などの基礎となる複素数表示と三角関数との関係、複素数表示の簡単な交流回路への応用を学ぶ。さらに2)電磁気学などで必要とされるベクトルの取り扱い方を詳しく学ぶ。特に、ベクトル量の微分演算である発散や回転、スカラー量の勾配などを電磁気学の基礎現象と関連づけて学ぶ。3)以上の知識を用いて、電気回路や電子工学に現れる基礎的な現象とその数式表現を理解できるようにすることが本講義の目的である。

［具体的な達成目標］

（１）三角関数、指数関数、複素数の基本的知識を身に付け、簡単な計算ができる。 　　具体的応用として波について学び、周波数､波長､波数などの関係が求められる。 （２）簡単な交流回路の電圧・電流・インピーダンスなどを複素数表示で求めることができる。 （３）ベクトルを理解しその表記方法や指数関数表示を覚え、ベクトルの和や差が計算　　できる。 （４）ベクトルの内積、外積を把握し、電磁気学の基礎となるスカラー量の勾配、流速ベクトルの発散、回転などの意味がある程度説明できる。 （５）応用例としてガウスの法則の意味を理解し、簡単なモデルから、電荷の作る電場を計算できる。 （６）応用例として、クーロン力と電場、あるいはローレンツ力をベクトルを使って記述できる。

［必要知識・準備］

高校の数学で学んだ内容を基本としているので、複素数、三角関数、ベクトルについてよく復習しておくとよい。授業に出席するだけでなく大学生として新たな好奇心を持って、考えながらノートを必ずとってください。演習宿題などを課すが、積極的に取り組んでください。

［評価方法・評価基準］

No	評価項目	割合	評価の観点
1	試験：期末期	45 %	試験範囲における[具体的な達成目標]についての達成度を評価する
2	試験：中間期	45 %	試験範囲における[具体的な達成目標]についての達成度を評価する
3	小テスト／レポート課題	10 %	課題についての達成度を評価する

［教科書］

安部　實, 電気数学　ベクトルと複素数, 共立出版, ISBN:4320086252

［参考書］

［講義項目］

１．複素数の導入、複素数の四則演算、指数関数 ２．オイラーの公式、複素平面 ３．三角関数公式とオイラーの公式 ４．正弦波と余弦波 ５．簡単な交流回路の複素数による解析 ６．物理量とスカラー・ベクトル、ベクトルの基本事項 ７．ベクトルの内積と外積 ８．ベクトルの積分と電磁現象 ９．ベクトルの微分と電磁現象 １０．直交座標系とベクトル成分 １１．球座標系 １２．偏微分と微分演算子（勾配、発散、回転） １３．電磁気における微分演算子 講義項目によって1～2回にわけて説明する。

［教育方法］

講義は板書とスライドを併用して進める。理解を深めるために、演習問題を課し、講義中に出席問題としてその場で解答させる、あるいはレポートとして提出させる。納得するまで頭を働かせ、手を動かす習慣をつけることを重要視する。

［JABEEプログラムの学習・教育目標との対応］

《電気電子システム工学科》
C-3：電気電子工学分野の基礎数理・基礎物理の学力を養う本学科の必修科目である基礎電気理論，電磁気学，電気回路，電子回路などの科目を通じて，本分野の重要な基礎数理・基礎物理の学力を養う

［その他］

(未登録)