2021年 理工学部 シラバス - 電子工学科
設置情報
| 科目名 | 電磁気学Ⅰ及び演習 | ||
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| 設置学科 | 電子工学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 岩田 展幸 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 3 | 曜日時限 | 火曜1･2 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | J21F |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 身近な電子機器の動作原理の根底にある電磁気現象の基礎を理解できるようになる。真空中および誘電体中でのクーロン力・電界・電位・電流について、説明できるようになる。関連する基礎的な問題を解くことができるようになる。 ※本科目はGP対応科目である． |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
教科書を用いた講義を行い、対面とメディアを併用した「ハイブリッド型授業」を実施する。関連する例題を解く。例題や演習問題を解きながら重要な箇所を説明する。理解不足な箇所に関しては、繰り返し説明を行う。毎回の授業で「小テスト」を課題として課しレポートとして提出してもらう。同時に宿題をレポートとして提出してもらう。中間テストを2回程度実施しレポートとして提出してもらう。最後に定期試験レポートを提出してもらう。 |
| 履修条件 | 電磁気学のための基礎数学の単位を取得していることが望ましい |
授業計画
| 第1回 | 「電磁気学のための基礎数学」「基礎電磁気学」の範囲内に対応する小テストを実施する。 解説は授業中に行う。 電荷間に働く力，真空中の静電界(1)： クーロンの法則 【事前学習】「電磁気学のための基礎数学」「基礎電磁気学」で学習した内容を復習すること。また、教科書2.1~2.2を熟読し、例題2.1を解いておくこと。(150分) 【事後課題】小テストを再度解き直し、理解を深めること。演習問題・宿題(課題)を解き、次回の授業までにレポートとして提出すること。(150分) |
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| 第2回 | 真空中の静電界(2)： 電界／電気力線／電位／電位差 【事前学習】教科書2.3~2.6を熟読し、例題2.2を解いておくこと。(150分) 【事後課題】演習問題・宿題(課題)を解き、次回の授業までにレポートとして提出すること。不明な箇所は、演習時間を使って解説を行う。(150分) |
| 第3回 | 真空中の静電界(3)： ガウスの定理(1) 【事前学習】教科書3.1を熟読し、例題3.1を解いておくこと。(150分) 【事後課題】演習問題・宿題(課題)を解き、次回の授業までにレポートとして提出すること。不明な箇所は、演習時間を使って解説を行う。(150分) |
| 第4回 | 真空中の静電界(4)： ガウスの定理(2) 【事前学習】教科書3.1を再度、熟読し、例題3.2を例題3.1の解答例のように詳細に日本語、式、図を用いて解くこと。(150分) 【事後課題】演習問題・宿題(課題)を解き、次回の授業までにレポートとして提出すること。不明な箇所は、演習時間を使って解説を行う。(150分) |
| 第5回 | 真空中の静電界(5)： ガウスの定理(３) 【事前学習】教科書3.1を再度、熟読し、例題3.3、3.4、を例題3.1の解答例のように詳細に日本語、式、図を用いて解くこと。(150分) 【事後課題】演習問題・宿題(課題)を解き、次回の授業までにレポートとして提出すること。不明な箇所は、演習時間を使って解説を行う。(150分) |
| 第6回 | 真空中の静電界(6)： 静電界中の導体(1) 【事前学習】教科書3.2を熟読し、例題3.5を、【解答のヒント】を参考にして考えること。(150分) 【事後課題】演習問題・宿題(課題)を解き、次回の授業までにレポートとして提出すること。不明な箇所は、演習時間を使って解説を行う。(150分) |
| 第7回 | 真空中の静電界(７)： 静電界中の導体(２) 【事前学習】教科書3.2を再度、熟読し、例題3.6を、例題3.1の解答例のように詳細に日本語、式、図を用いて解くこと。(150分) 【事後課題】演習問題・宿題(課題)を解き、次回の授業までにレポートとして提出すること。不明な箇所は、演習時間を使って解説を行う。(150分) |
| 第8回 | 真空中の静電界(８)： 電気力線の発散、ポアソン・ラプラスの方程式 電界中の誘電体(1)： 分極現象／電気双極子／電気二重層／分極電荷 第1回中間試験を実施し答案をレポートとして提出する。解説は解答を配布すると共に後日説明する。 【事前学習】教科書3.3、4.1、4.2を熟読すること。 【事後課題】演習問題・宿題(課題)を解き、次回の授業までにレポートとして提出すること。不明な箇所は、演習時間を使って解説を行う。(150分) |
| 第9回 | 電界中の誘電体(2)：電束密度／電束密度に関するガウスの定理(1) 【事前学習】教科書4.3、5.1、5.2を熟読すること。例題5.1を解いておくこと。 (150分) 【事後課題】演習問題・宿題(課題)を解き、次回の授業までにレポートとして提出すること。不明な箇所は、演習時間を使って解説を行う。(150分) |
| 第10回 | 電界中の誘電体(3)：電束密度／電束密度に関するガウスの定理(2) 【事前学習】教科書4.1、4.2、4.3、5.1、5.2を再度、熟読すること。例題5.2を解いておくこと。 (150分) 【事後課題】演習問題・宿題(課題)を解き、次回の授業までにレポートとして提出すること。不明な箇所は、演習時間を使って解説を行う。(150分) |
| 第11回 | 電界中の誘電体(4)：誘電体を含む系での電界／電位 【事前学習】教科書4.1、4.2、4.3、5.1、5.2を再度、熟読すること。解いていない演習問題・宿題(課題)を解き、不明な点を明らかにしておくこと。 (150分) 【事後課題】演習問題・宿題(課題)を解き、次回の授業までにレポートとして提出すること。不明な箇所は、演習時間を使って解説を行う。(150分) |
| 第12回 | 電界中の誘電体(5)： 静電容量／多導体系の電位 【事前学習】教科書6.1を熟読し、例題6.1を解いておくこと。 (150分) 【事後課題】演習問題・宿題(課題)を解き、次回の授業までにレポートとして提出すること。不明な箇所は、演習時間を使って解説を行う。(150分) |
| 第13回 | エネルギー(1)：帯電している系のエネルギー／エネルギー密度 エネルギー(2)：静電力のエネルギーによる記述 【事前学習】教科書6.3、6.4、6.5を熟読し、例題6.3、6.4、6.5を解いておくこと。 (150分) 【事後課題】演習問題・宿題(課題)を解き、次回の授業までにレポートとして提出すること。不明な箇所は、演習時間を使って解説を行う。(150分) |
| 第14回 | 電流(1)：電流／電流密度／オームの法則/抵抗率 電流(2)：連続性／境界条件 第2回中間試験を実施し答案をレポートとして提出する。解説は解答を配布すると共に後日説明する。 【事前学習】教科書7.1～7.10を熟読し、例題7.1を解いておくこと。 (150分) 【事後課題】演習問題・宿題(課題)を解き、次回の授業までにレポートとして提出すること。不明な箇所は、演習時間を使って解説を行う。(150分) |
| 第15回 | 磁界により受ける力： ベクトル場の回転／ローレンツ力／真空中の磁気的な場 【事前学習】教科書8.1、8.2を熟読し、例題8.1を解いておくこと。 (150分) 【事後課題】演習問題・宿題(課題)を解き、次回の授業までにレポートとして提出すること。不明な箇所は、演習時間を使って解説を行う。(150分) |
その他
| 教科書 |
伊藤彰義 編著、中川活二、細野裕行、塚本新 共著 『図でよくわかる電磁気学』 コロナ社 2014年 第1版
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| 参考書 |
兵頭俊夫 『電磁気学』 裳華房
『理工系のための解く!電磁気学 (理工系のための解く!シリーズ)』 伊藤彰義, 中川活二 講談社 2010年 第1版
前野昌弘 『よくわかる電磁気学』 東京図書
いくつかある電磁気学の参考書から各自選択して所有することを強く勧める．
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| 成績評価の方法 及び基準 |
宿題：10％ 小テスト：20％ 中間試験レポート：40％(2回分) 定期試験レポート：30％ ただし、宿題について、提出率が内容も含めて60％を下回る場合は、評価を「E」とします。 |
| 質問への対応 | 随時、ポータル、メール、授業中にて対応 |
| 研究室又は 連絡先 |
岩田(412) iwata.nobuyuki@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
水曜 船橋 10:40 ～ 12:10 4号館412室
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| 学生への メッセージ |
丸暗記すると難しいが，自分で考えれば決して難しい内容ではない．基礎となる学問なので，良く理解できるよう応援する． 皆さんの理解度を確認しながら進めるので、授業計画通りに進まない場合がありますので、その時は、その都度お知らせします。ただし、第15回目の範囲までは学習します。学習範囲が少なくなることはありません。 |