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授業科目名
担当教員
電磁気学I
垣尾 省司
時間割番号
単位数
コース
履修年次
期別
曜日
時限
TEE211 2 EE,ES 2 前期 I
[概要]
自然現象を理解する上で基本となる電磁気学を場の概念に基いて概観し、静電場、静磁場、電磁誘導を中心に基本法則とその応用を学ぶ。ベクトル解析や微分方程式など数学的手法を電磁現象の物理的イメージをつかみながら復習し、電荷密度場、電位場、電場、磁場という場の概念と、場の運動を記述するマクスウェル方程式を理解し、回路/電気機器/電磁波/電子デバイスなどに展開していく知的体力をつけることを主眼とする。講義の内容に関する理解を深め、問題解法を学ぶために、電磁気学I演習と同時履修することが必須である。
[具体的な達成目標]
A. 電場、電位の概念を理解し、勾配と線積分という相互の関係を書くことができる。
B. クーロンの法則、ガウスの法則およびそれらの関連を説明することができる。
C. 点電荷、線電荷、面電荷による電界、電位を数式と図で表現できる。
D. オームの法則を説明することができる。
E. ビオ・サバールの法則、アンペアの法則を説明することができる。
F. 線電流、円形電流、ソレノイドに流れる電流による磁界を数式と図で表現できる。
G. ファラデーの電磁誘導の法則を説明できる
H. 運動する導体に発生する起電力を求めることができる。
I. マクスウェル方程式を説明でき、波動方程式を導出できる
[必要知識・準備]
必要知識:基礎解析(微分積分学)I、II、応用解析I、II,基礎電気理論等数学科目と十分な復習。特にベクトルの内積、外積およびそれらの応用を復習しておくこと。講義中説明を見過ごさずにノートをとること。分からないことがあれば質問・ノートの見直しをして次回講義に臨んで欲しい。
[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 40  %講義で学んだ基本原理を説明でき,簡単な応用ができる. 
2試験:中間期 40  %講義で学んだ基本原理を説明でき,簡単な応用ができる. 
3小テスト/レポート 20  %講義で学んだ内容を,自習によって発展させることができる 
[教科書]
  1. 宇野 亨, 白井 宏, 電磁気学, コロナ社, ISBN:4-339-00814-2
[参考書]
(未登録)
[講義項目]
1. 数学的準備1(ベクトルの発散とガウスの定理)
2. 数学的準備2(ベクトルの回転とストークスの定理)
3. 真空中の静電界1(クーロンの法則、電界、電気力線、電束密度場)
4. 真空中の静電界2(ガウスの法則)
5. 真空中の静電界3(電界と電位)
6. 誘電体中の静電界1(静電容量と誘電率)
7. 定常電流1(オームの法則)
8. 第1回理解度テストと解説
9. 真空中の静磁界1(ビオ・サバールの法則)
10. 真空中の静磁界2(ベクトルポテンシャル、アンペアの法則)
11. 電磁誘導1(ファラデーの電磁誘導の法則)
12. 電磁誘導2(運動する導体に発生する起電力)
13. マクスウェル方程式と電磁波1(変位電流、マクスウェル方程式)
14. マクスウェル方程式と電磁波2(電磁波の伝搬)
15. 第2回理解度テストと解説
[教育方法]
電磁気学の要点をその幾何学的イメージから把握するために,本科目のために構成された内容で講義形式の授業を行う.同演習で理解を補うため、同期に電磁気学I演習を履修することを履修条件とする。
[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]
講義はきっかけにすぎない。自ら学んでほしい。