電気磁気学Ａ及び演習 （１組）

Electromagnetism A （１組）

9973348

73ELELE102

髙木　優香、近藤　潤次

Junji Kondoh
Yuka Takagi

2024年度後期

2024 Second Semester

水曜1限、木曜1限

Wednesday and Thursday 1st Periods

創域理工学部　電気電子情報工学科

Department of Electrical Engineering, Faculty of Science and Technology

2.0単位

講義/演習

Lecture/Seminar

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

電気磁気学Aでは、基礎電気工学に引き続き、誘電体存在下での静電界、電気影像法、電流について学ぶ。電気磁気学はその「抽象性」のゆえに難しく感じられるため概念の理解に力を注ぐが，演習を通して問題解決と計算の能力を養う。この科目は２年の電気磁気学Bに引き継がれる。

本科目は本学科のディプロマポリシー「電気工学、電子工学、情報通信工学の学問分野に共通した基礎学力と、その上に立つ各分野の専門知識」に該当する科目である。概要に示した一連の取り組みを通して、電磁気の基礎の理解と、それを解くための計算能力を身につける。

本科目を通じて、(1)誘電体存在下での電界、電位、静電容量、静電エネルギー、誘電体に働く力の計算、(2)電気影像法による計算、(3)種々の導体系の電気抵抗の計算、等に関し、基礎的な問題を自ら解けるようになることを到達目標とする。

リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。
​You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments).
https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/​​​

基礎電気工学と電気基礎数学及び演習を履修済みであることが望ましい。
他学科・他学部生は受講不可。

小テストの実施　Quiz type test

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＜講義＞
（準備学習）各回の授業前に2時間程度、「授業計画」欄に記載した教科書の該当箇所を読んでおくこと
（復習）各回の講義内容を2時間程度復習し、各回の講義で説明した内容について理解の定着を図ること
特に数式の展開についてはノートを見て終わらせるのではなく，実際に手を動かして解き直しをするなどしておくこと

＜演習＞
本科目は講義で理解した現象・方程式を、演習を通じて知識の定着を図るよう設定されている。演習に関しては、あらかじめ配布する各回の演習資料を事前に必ず解いておき、分からないことを適宜調べておくこと。また、演習後は解説された回答例の理解に留まらず、自分で別回答を考えるなど復習を行うこと。

講義・演習に関わらず、内容に関して分からないことがあれば担当教員やTAに積極的に質問すること。

詳細は授業中に説明する。

講義：到達度評価試験100点満点で評価
演習：演習第8回と第14回にそれぞれ実施する計２回の演習内試験(各100点満点)および、各演習時間前に行う小テスト(初回と演習試験時を除く11回実施)と板書による回答を50点満点で評価し、合計(250点満点)を100点満点に換算した値で評価

講義2/3，演習1/3の比率で総合評価し，評価点が60点以上を合格とする。

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

Y

講義教科書「工科の電磁気学」生駒英明，小越澄雄，村田雄司共著，培風館，2000年発行，978-4-563-03545-7
演習教科書 なし。自作の問題プリントを授業中に配布する。

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

講義
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[1]誘電体の性質と誘電分極（教科書3.1節，pp. 61-65）
(1)誘電体の性質を理解する。
(2)誘電分極現象を理解する。
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[2]電束密度とガウスの法則（教科書3.2節，pp. 66-70）
(1)電界，分極，電束密度，誘電率の関係を理解する。
(2)電束密度に関するガウスの法則を理解し，その応用ができる。
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[3]誘電体中のポアソンおよびラプラスの方程式とその応用（教科書3.3節，p. 71）
(1)ガウスの法則の微分形の導出ができる。
(2)誘電体中のポアソンの方程式とラプラスの方程式を導出し，簡単な応用ができる。
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[4]誘電体境界における境界条件（教科書3.4節，pp. 71-78）
(1)誘電体境界における境界条件を理解し，その応用ができる。
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[5]誘電体がある場合の静電エネルギー（教科書3.5節，pp. 78-79）
(1)誘電体がある場合の静電エネルギーと誘電体に働く力を理解する。
(2)誘電体がある場合の静電エネルギーと誘電体に働く力を求めることができる。
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[6]導体系の電気影像法(半無限導体)（教科書4.1節，4.2.1項，pp. 83-86）
(1)電気影像法の有用性を理解する。
(2)半無限導体の電気影像を理解し，その応用ができる。
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[7]導体系の電気影像法(導体球)（教科書4.2.2〜4.2.3項，pp. 86-89）
(1)接地導体球と絶縁導体球の差異について理解する。
(2)接地導体球の電気影像法ついて理解し，その応用ができる。
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[8]導体系の電気影像法(絶縁導体球)（教科書4.2.4〜4.2.5項，pp. 89-91）
(1)絶縁導体球の電気影像法ついて理解し，その応用ができる。
(2)他の導体系における電気影像法を理解し，簡単な応用ができる。
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[9]誘電体系の電気影像法（教科書4.3節，pp. 91-96）
(1)誘電体境界面における境界条件を理解する
(2)誘電体系の電気影像法を理解し，その応用ができる。
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[10]電流と電荷（教科書5.1節，5.2.1〜5.2.5項，pp. 99-110）
(1)電流と電荷、電界の関係を理解する。
(2)種々の導体系の電気抵抗を求めることができる。
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[11]電荷保存の法則と電流連続の式（教科書5.2.6〜5.2.7項，5.3節，pp. 110-116）
(1)抵抗と静電容量の関係を理解する。
(2)電荷保存の法則と電流連続の式を導出し，両者の関係を理解する。
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[12]電気回路とキルヒホッフの法則（教科書5.5節，pp. 119-121）
(1)キルヒホッフの第1法則，第2法則を理解する。
(2)種々の電気回路の電圧，電流，抵抗の関係を理解し，その応用ができる。
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[13]起電力、電力、ジュール熱（教科書5.4節，5.6節，pp. 117-119, pp. 121-123）
(1)起電力を理解する。
(2)ジュール熱と消費電力の関係を理解し，その応用ができる。
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[14]後期授業のまとめ（教科書3〜5章，pp. 61-126）
これまでの一連の学習内容を復習整理し、知識の定着を図る。
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[15]到達度評価（教科書3〜5章，pp. 61-126）
到達度を評価する試験を行い、その解答を解説する。
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演習
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[1]前期復習
(1)前期で学習した内容について再確認し、後期学習内容との関係を理解する。
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[2]誘電体の性質と誘電分極
(1)誘電体の性質を理解する。
(2)誘電分極現象を理解する。
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[3]電束密度とガウスの法則
(1)電界、分極、電束密度、誘電率の関係を理解し、簡単な問題が解けるようになる。
(2)電束密度に関するガウスの法則を理解し、簡単な問題が解けるようになる。−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
[4]誘電体中のポアソンおよびラプラスの方程式とその応用
(1)ガウスの法則の微分形を導出する。
(2)誘電体中のポアソンの方程式とラプラスの方程式を導出し、簡単な問題が解けるようになる。
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[5]誘電体境界における境界条件
(1)誘電体境界における境界条件を理解し、問題が解けるようになる。
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[6]誘電体がある場合の静電エネルギー
(1)誘電体がある場合の静電エネルギーと誘電体に働く力を理解し、簡単な問題が解けるようになる。
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[7]誘電体がある場合の静電容量
(1)誘電体がある場合の静電容量を理解し、簡単な問題が解けるようになる。
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[8]演習-中間試験
これまでに学習した内容に関する試験を行う。
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[9]導体系の電気影像法(半無限導体)
(1)電気影像法の有用性を理解し、簡単な問題が解けるようになる。
(2)半無限導体の電気影像を理解し、簡単な問題が解けるようになる。
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[10]導体系の電気影像法(導体球)
(1)導体球(接地および絶縁)の電気影像法ついて理解し、問題が解けるようになる。
(2)他の導体系における電気影像法を理解し、簡単な問題が解けるようになる。
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[11]誘電体系の電気影像法
(1)誘電体境界面における境界条件を理解する。
(2)誘電体系の電気影像法を理解し、問題が解けるようになる。
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[12]電流と電荷
(1)電流と電荷，電界の関係を理解し、問題が解けるようになる。
(2)種々の導体系の電気抵抗を求める問題が解けるようになる。
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[13]電荷保存の法則と電流連続の式
(1)電荷保存の法則と電流連続の式を理解し、簡単な問題が解けるようになる。
(2)抵抗と静電容量の関係を理解し、簡単な問題が解けるようになる。
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[14]演習-期末試験
これまでに学習した内容に関する試験を行う。
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