【授業の目的】
「電磁気学II」の講義で学ぶ内容に基づいた演習問題を解くことにより理解を深める。取り扱う内容は物質中(抵抗体、誘電体、磁性体)での電界と磁界,電磁場のエネルギー、マックスウェル方程式、電磁波である。
【授業の到達目標】
1.抵抗体中の電界と電流密度の関係(オームの法則)を理解し、電界と電流密度を計算できる。 2.誘電体中の電界、電束密度、真電荷、分極電荷、電気双極子について理解し、誘電率の異なる材料を含むコンデンサー中での電界と電束密度が計算できる。 3.磁性体中の磁界、磁束密度、磁気双極子について理解し、磁界、磁束密度およびインダクタンスが計算できる。 4.コンデンサーとコイルなどの回路素子に蓄えられる静電エネルギーと磁気的エネルギーを求めることができる。 5.真空中のマックスウェル方程式から電界と磁界の波動方程式を導くことができる。 6.波動方程式を解いて平面電磁波を求め、これを図に示して説明できる。
【授業概要(キーワード)】
導体、誘電体、磁性体中の電磁界と回路定数との関係、電磁気学的なエネルギー、波動方程式、平面電磁波
【学生主体型授業(アクティブラーニング)について】
D-1.演習、実習、実験等を行う機会がある。:76~100% D-2.事前学習(下調べ、調査等含む)で習得した知識等を踏まえて演習、実習、実験等を行う機会がある。:51~75%
【科目の位置付け】
学習・教育目標A~Dとの対応:B● この講義では電気電子回路、光・電磁波による通信、半導体素子等の動作原理の根本にあるきわめて重要な事柄を学習する。
【授業計画】
・授業の方法
この科目は週1回90分の演習を行う。「電磁気学II」と並行して行われ、講義で学んだ内容に関する演習を実施する。また、10回程度小テストを行い,理解度を確認する。
・日程
第01週 前期の復習(1) 第02週 前期の復習(2) 第03週 前期の復習(3) 第04週 誘電体中の電界(1) 第05週 誘電体中の電界(2) 第06週 導体の抵抗 第07週 講義前半の復習 第08週 磁性体(1) 第09週 磁性体(2) 第10週 電磁誘導 第11週 インダクタンス 第12週 電界・磁界のエネルギー 第13週 マックスウェル方程式 第14週 電磁波 第15週 講義後半の復習
【学習の方法・準備学修に必要な学修時間の目安】
・受講のあり方
この演習は「電磁気学II」と並行で実施され、講義で学習した内容を演習の時間に実際に問題を解いて理解を深める。このため必ず「電磁気学II」を同時に受講すること。
・授業時間外学習(予習・復習)のアドバイス
演習問題の内容は毎回宿題となる。次の時間までに解いて提出すること。講義の復習と合わせて毎回1‐2時間程度の自己学習が必要である。
【成績の評価】
・基準
科目の達成目標に記載した「抵抗体中の電界、電流密度」、「誘電体中の電界、電束密度」、「磁性体中の磁界と磁束密度」、「電界と磁界のエネルギー」、「マックスウェル方程式と波動」等の項目について試験を行い、以下の(評価)方法を満足したものを合格とする。
・方法
100点満点の60点以上を合格とする。毎回の授業で実施する小テストと演習問題の結果を評価点(100点満点)に換算し、成績評価する。
【テキスト・参考書】
教科書:宇野亨、白井宏、電磁気学、コロナ社 3800円 + 税
【その他】
・学生へのメッセージ
この演習は「電磁気学I」、「電磁気学I演習」を基礎として進められる。これらの内容を充分に復習しておくこと。
・オフィス・アワー
高山:毎週月曜日16:00~17:00(7-127号室) 山田:毎週水曜日16:00~17:00(8-221号室)
|