授業科目名	電磁気学I
時間割番号	TEE211
担当教員名	垣尾　省司
開講学期・曜日・時限	前期・火・I	単位数	2
＜対象学生＞
(未登録)
＜授業の目的＞
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。
＜本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー＞（能力・資質）
工学部(～2023年度入学生)>電気電子工学科向け 記号 コンピテンシー（能力・資質）   EE-A 専門 3.電磁気学 電磁気学の基礎となる電荷密度場、電位場、電場、磁場という場の概念を説明できる。 ◎ EE-B 電磁気学の基本法則である、オームの法則、ビオ・サバールの法則、ファラデーの電磁誘導の法則を説明できる。 ○ EE-C マックスウェルの方程式で場の運動を記述でき、波動方程式を導出して解析できる。 ○
＜到達目標＞  到達目標とは
目標NO 説明 コンピテンシーとの対応 EE 1 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。 EE-A 2 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。 EE-A 3 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。 EE-A 4 D. オームの法則を説明することができる。 EE-B 5 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。 EE-B 6 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。 EE-B 7 G. ファラデーの電磁誘導の法則を説明できる EE-B 8 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。 EE-B 9 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 EE-C
＜成績評価の方法＞
目標No 割合 評価の観点 1 10% 小テスト・課題・理解度テストで該当する項目を正しく理解できているか否かを評価する 2 10% 小テスト・課題・理解度テストで該当する項目を正しく理解できているか否かを評価する 3 10% 小テスト・課題・理解度テストで該当する項目を正しく理解できているか否かを評価する 4 10% 小テスト・課題・理解度テストで該当する項目を正しく理解できているか否かを評価する 5 10% 小テスト・課題・理解度テストで該当する項目を正しく理解できているか否かを評価する 6 10% 小テスト・課題・理解度テストで該当する項目を正しく理解できているか否かを評価する 7 10% 小テスト・課題・理解度テストで該当する項目を正しく理解できているか否かを評価する 8 10% 小テスト・課題・理解度テストで該当する項目を正しく理解できているか否かを評価する 9 20% 小テスト・課題・理解度テストで該当する項目を正しく理解できているか否かを評価する 合計 100%
＜授業の方法＞
・対面講義により進行する ・ほぼ毎回、宿題を課し小テストを行う ・あらかじめ掲示されるスライド資料の穴埋め部分を予習しておくこと
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
必要知識：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。
＜テキスト＞
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)
＜授業計画の概要＞
1 タイトル 数学的準備１（ベクトルの発散とガウスの定理） 事前学習 事後学習 ・ 授業前に、掲示された講義資料の穴埋め部分を記入することにより、学習内容を確認します ・ 授業後に、学習内容を定着させるための課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します 授業内容 ・ 授業の最初に、この授業全体の到達目標、授業の進め方、課題提出の仕方、成績評価の仕方に関するガ イダンスを行います ・ 次に、ベクトルの発散とガウスの定理についての講義を受講します ・ 最後に、講義内容の理解度を確認するため、その講義内容に関する例題を自ら解き、解いた内容を電子化しMoodleに提出します 2 タイトル 数学的準備２（ベクトルの回転とストークスの定理） 事前学習 事後学習 ・ 授業前に、掲示された講義資料の穴埋め部分を記入することにより、学習内容を確認します ・ 授業後に、学習内容を定着させるための課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します 授業内容 ・ 授業の最初に、前回の課題内容の解法について解説されます ・ 次に、ベクトルの回転とストークスの定理についての講義を受講します ・ 最後に、講義内容の理解度を確認するため、その講義内容に関する例題を自ら解き、解いた内容を電子化しMoodleに提出します 3 タイトル 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） 事前学習 事後学習 ・ 授業前に、掲示された講義資料の穴埋め部分を記入することにより、学習内容を確認します ・ 授業後に、学習内容を定着させるための課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します 授業内容 ・ 授業の最初に、前回の課題内容の解法について解説されます ・ 次に、クーロンの法則、電界、電気力線、電束密度場についての講義を受講します ・ 最後に、講義内容の理解度を確認するため、その講義内容に関する例題を自ら解き、解いた内容を電子化しMoodleに提出します 4 タイトル 真空中の静電界２（ガウスの法則） 事前学習 事後学習 ・ 授業前に、掲示された講義資料の穴埋め部分を記入することにより、学習内容を確認します ・ 授業後に、学習内容を定着させるための課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します 授業内容 ・ 授業の最初に、前回の課題内容の解法について解説されます ・ 次に、ガウスの法則についての講義を受講します ・ 最後に、講義内容の理解度を確認するため、その講義内容に関する例題を自ら解き、解いた内容を電子化しMoodleに提出します 5 タイトル 真空中の静電界３（電界と電位） 事前学習 事後学習 ・ 授業前に、掲示された講義資料の穴埋め部分を記入することにより、学習内容を確認します ・ 授業後に、学習内容を定着させるための課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します 授業内容 ・ 授業の最初に、前回の課題内容の解法について解説されます ・ 次に、電界と電位についての講義を受講します ・ 最後に、講義内容の理解度を確認するため、その講義内容に関する例題を自ら解き、解いた内容を電子化しMoodleに提出します 6 タイトル 誘電体中の静電界１（静電容量と誘電率） 事前学習 事後学習 ・ 授業前に、掲示された講義資料の穴埋め部分を記入することにより、学習内容を確認します ・ 授業後に、学習内容を定着させるための課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します 授業内容 ・ 授業の最初に、前回の課題内容の解法について解説されます ・ 次に、静電容量と誘電率についての講義を受講します ・ 最後に、講義内容の理解度を確認するため、その講義内容に関する例題を自ら解き、解いた内容を電子化しMoodleに提出します 7 タイトル 定常電流１（オームの法則） 事前学習 事後学習 ・ 授業前に、掲示された講義資料の穴埋め部分を記入することにより、学習内容を確認します ・ 授業後に、学習内容を定着させるための課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します 授業内容 ・ 授業の最初に、前回の課題内容の解法について解説されます ・ 次に、オームの法則についての講義を受講します ・ 最後に、講義内容の理解度を確認するため、その講義内容に関する例題を自ら解き、解いた内容を電子化しMoodleに提出します 8 タイトル 第１回理解度テストと解説 事前学習 事後学習 ・テスト前に、第１回理解度テストの出題範囲について十分な復習を行います ・テスト後に、第１回理解度テストで回答が不十分であった内容について解き直し、学習内容を定着させます 授業内容 ・第１回理解度テストを実施します ・答案を回収した後、これまでの授業で解説されていない設問があればその解法について解説されます 9 タイトル 真空中の静磁界１（ビオ・サバールの法則） 事前学習 事後学習 ・ 授業前に、掲示された講義資料の穴埋め部分を記入することにより、学習内容を確認します ・ 授業後に、学習内容を定着させるための課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します 授業内容 ・ 授業の最初に、前回の課題内容の解法について解説されます ・ 次に、ビオ・サバールの法則についての講義を受講します ・ 最後に、講義内容の理解度を確認するため、その講義内容に関する例題を自ら解き、解いた内容を電子化しMoodleに提出します 10 タイトル 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） 事前学習 事後学習 ・ 授業前に、掲示された講義資料の穴埋め部分を記入することにより、学習内容を確認します ・ 授業後に、学習内容を定着させるための課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します 授業内容 ・ 授業の最初に、前回の課題内容の解法について解説されます ・ 次に、ベクトルポテンシャル、アンペアの法則についての講義を受講します ・ 最後に、講義内容の理解度を確認するため、その講義内容に関する例題を自ら解き、解いた内容を電子化しMoodleに提出します 11 タイトル 電磁誘導１（ファラデーの電磁誘導の法則） 事前学習 事後学習 ・ 授業前に、掲示された講義資料の穴埋め部分を記入することにより、学習内容を確認します ・ 授業後に、学習内容を定着させるための課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します 授業内容 ・ 授業の最初に、 前回の課題内容の解法について解説されます ・ 次に、ファラデーの電磁誘導の法則についての講義を受講します ・ 最後に、講義内容の理解度を確認するため、その講義内容に関する例題を自ら解き、解いた内容を電子化しMoodleに提出します 12 タイトル 電磁誘導２（運動する導体に発生する起電力） 事前学習 事後学習 ・ 授業前に、掲示された講義資料の穴埋め部分を記入することにより、学習内容を確認します ・ 授業後に、学習内容を定着させるための課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します 授業内容 ・ 授業の最初に、前回の課題内容の解法について解説されます ・ 次に、運動する導体に発生する起電力についての講義を受講します ・ 最後に、講義内容の理解度を確認するため、その講義内容に関する例題を自ら解き、解いた内容を電子化しMoodleに提出します 13 タイトル 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） 事前学習 事後学習 ・ 授業前に、掲示された講義資料の穴埋め部分を記入することにより、学習内容を確認します ・ 授業後に、学習内容を定着させるための課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します 授業内容 ・ 授業の最初に、前回の課題内容の解法について解説されます ・ 次に、変位電流、マクスウェル方程式についての講義を受講します ・ 最後に、講義内容の理解度を確認するため、その講義内容に関する例題を自ら解き、解いた内容を電子化しMoodleに提出します 14 タイトル マクスウェル方程式と電磁波２（電磁波の伝搬） 事前学習 事後学習 ・ 授業前に、掲示された講義資料の穴埋め部分を記入することにより、学習内容を確認します ・ 授業後に、学習内容を定着させるための課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します 授業内容 ・ 授業の最初に、前回の課題内容の解法について解説されます ・ 次に、電磁波の伝搬についての講義を受講します ・ 最後に、講義内容の理解度を確認するため、その講義内容に関する例題を自ら解き、解いた内容を電子化しMoodleに提出します 15 タイトル 第２回理解度テストと解説 事前学習 事後学習 ・テスト前に、第２回理解度テストの出題範囲について十分な復習を行います ・テスト後に、第２回理解度テストで回答が不十分であった内容について解き直し、学習内容を定着させます 授業内容 ・第２回理解度テストを実施します ・答案を回収した後、これまでの授業で解説されていない設問があればその解法について解説されます 16 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 17 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 18 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 19 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 20 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 21 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 22 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 23 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 24 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 25 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 26 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 27 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 28 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 29 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 30 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容
＜前年度授業に対する改善要望等への対応＞
例題を解く時間を長めに取ります．
＜備考＞
(未登録)