電磁気学Ⅰ及び演習 (J21F)

日本大学理工学部

2023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
設置学科	電子工学科	学年	2年
担当者	高橋　芳浩	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
その他	実務経験のある教員による授業科目

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・電流について理解を深めることができる．関連する基礎的な問題を解くことができる． ※本科目はGP対応科目である． ※本授業科目はDP3およびCP3に該当しています．
授業形態及び授業方法	「対面授業」板書を中心とした対面授業により講義および演習を実施する．演習により興味を促し，自ら取り組む力を養いつつ，物理現象に対する学問的な裏付けを理解する．
履修条件	「電磁気学のための基礎数学」の内容を修得していることが望ましい。

授業計画

第1回	真空中の静電界(1)：クーロンの法則と静電界，場の作用，電界と電気力線【事前学習】「電磁気学のための基礎数学」の内容について復習しておくこと（75分）．また，クーロンの法則と静電界，場の作用，電界と電気力線について教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと（75分）．【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび教科書を用いて復習し，演習の内容を提出レポートとしてまとめること（150分）．
第2回	真空中の静電界(2)：電位，等電位面と電位の傾き【事前学習】電位，等電位面と電位の傾きについて教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと（75分）．また，前回実施した講義の復習を行い，授業開始時に実施する小テストに備える（75分）．【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび教科書を用いて復習し，演習の内容を提出レポートとしてまとめること（150分）．
第3回	真空中の静電界(3)：ガウスの定理【事前学習】ガウスの定理について教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと（75分）．また，前回実施した講義の復習を行い，授業開始時に実施する小テストに備える（75分）．【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび教科書を用いて復習し，演習の内容を提出レポートとしてまとめること（150分）．
第4回	真空中の静電界(4)：静電界中の導体，電気力線の発散【事前学習】静電界中の導体，電気力線の発散について教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと（75分）．また，前回実施した講義の復習を行い，授業開始時に実施する小テストに備える（75分）．【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび教科書を用いて復習し，演習の内容を提出レポートとしてまとめること（150分）．
第5回	第１回から第4回までの内容について中間試験および解説を行う．【事前学習】第１回から４回の内容について復習しておくこと（150分）．【事後学習】試験内容について復習し理解を深める（150分）．
第6回	誘電体内の静電界(1)：分極現象，分極率と分極電荷，電気二重層【事前学習】分極現象，分極率と分極電荷，電気二重層について教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと（75分）．また，これまでに実施した講義の内容に関し復習を行う（75分）．【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび教科書を用いて復習し，演習の内容を提出レポートとしてまとめること（150分）．
第7回	誘電体内の静電界(2)：電束密度，境界条件，誘電体があるときのガウスの定理【事前学習】電束密度、境界条件、誘電体があるときのガウスの定理について教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと（75分）．また，前回実施した講義の復習を行い，授業開始時に実施する小テストに備える（75分）．【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび教科書を用いて復習し，演習の内容を提出レポートとしてまとめること（150分）．
第8回	誘電体内の静電界(3)：静電容量とコンデンサー【事前学習】静電容量とコンデンサーについて教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと（75分）．また，前回実施した講義の復習を行い，授業開始時に実施する小テストに備える（75分）．【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび教科書を用いて復習し，演習の内容を提出レポートとしてまとめること（150分）．
第9回	エネルギー(1)：多導体系の電位，帯電している系のエネルギー，電界中のエネルギー密度【事前学習】多導体系の電位，帯電している系のエネルギー，電界中のエネルギー密度について教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと（75分）．また，前回実施した講義の復習を行い，授業開始時に実施する小テストに備える（75分）．【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび教科書を用いて復習し，演習の内容を提出レポートとしてまとめること（150分）．
第10回	静電界のエネルギー(2)：静電力のエネルギーによる記述【事前学習】静電界のエネルギーによる記述について教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと（75分）．また，前回実施した講義の復習を行い，授業開始時に実施する小テストに備える（75分）．【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび教科書を用いて復習し，演習の内容を提出レポートとしてまとめること（150分）．
第11回	第６回から第１０回までの内容について中間試験および解説を行う．【事前学習】第６回から１０回の内容について復習しておくこと（150分）．【事後学習】試験内容について復習し理解を深める（150分）．
第12回	ラプラス・ポアソンの方程式の適用，影像法【事前学習】ラプラス・ポアソンの方程式の適用，影像法について教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと（75分）．また，これまでに実施した講義の内容に関し復習を行う（75分）．【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび教科書を用いて復習し，演習の内容を提出レポートとしてまとめること（150分）．
第13回	電流：電流、電流密度，オームの法則，抵抗率，連続性，境界条件【事前学習】電流、電流密度，オームの法則，抵抗率，連続性，境界条件について教科書を読み，理解できない箇所を明確にしておくこと（75分）．また，前回実施した講義の復習を行い，授業開始時に実施する小テストに備える（75分）．【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび教科書を用いて復習し，演習の内容を提出レポートとしてまとめること（150分）．
第14回	第１２回，第１３回までの内容について中間試験および解説を行う．【事前学習】第１２回，１３回の内容について復習しておくこと（150分）．【事後学習】試験内容について復習し理解を深める（150分）．
第15回	総合演習【事前学習】これまでの講義実施範囲について，ノートおよび教科書を用いて復習すること（150分）．【事後学習】総合演習について復習し，定期試験に備えること（150分）．

その他

教科書	『図でよくわかる電磁気学』伊藤彰義, 中川活二, 細野裕行, 塚本新コロナ社
参考書	『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．例）「電磁気学」　兵頭俊夫　著，裳華房社　など
成績評価の方法及び基準	定期試験（70%）および課題提出などの平常点（30%）により評価． ※新型コロナウイルスの影響に伴い変更の可能性がある．変更の場合は授業時に伝達する．
質問への対応	随時，研究室にて対応
研究室又は連絡先	船橋校舎425室（高橋研究室）／takahashi.yoshihiro@nihon-u.ac.jp
オフィスアワー	金曜船橋 12:15 ～ 13:15
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．

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