電気磁気学2及び演習のシラバス情報

科目名称
Course title(Japanese)
電気磁気学2及び演習 科目番号
Course number
43ELELE202
科目名称(英語)
Course title(English)
Electromagnetics 2 and Exercises
授業名称
Class name
電気磁気学2及び演習
教員名 長谷川 幹雄,増田 恵子
Instructor Mikio Hasegawa, Keiko Masuda
開講年度学期 2022年度 後期
Year/Semester
曜日時限 月曜1限 金曜5限
Class hours
開講学科
Department
工学部 電気工学科
Faculty of Engineering, Department of Electrical Engineering
外国語のみの科目
(使用言語)
Course in only foreign
languages (languages)
-
単位
Course credit
3.0 授業の主な実施形態
Main class format
ハイフレックス型授業/Hybrid-Flexible format
概要
Descriptions
前期で履修した「電気磁気学1」は電界、磁界が時間変化しない静電界、静磁界であった。後期の「電気磁気学2」では電界、磁界が時間変化する動的な電磁界の振る舞いを学ぶ。時間変化する電界、磁界は独立して存在できなくなり、相互にエネルギーを交換するようになる。このような動的な電磁界はマクスウェルの4つの方程式で表現され、それら4式から波動方程式が導かれる。この波動方程式の解を分析することで、電磁波の発生と振る舞いを知ることが出来る。
目的
Objectives
時間変化する電磁界の振る舞いを表す法則の物理的意義と相互の関連をよく理解し、専門科目への移行を円滑にする。
到達目標
Outcomes
1. 時間的に変化する「電界」と「磁界」は互いに絡み合い、単独では存在できないことを理解できるようになる。
2. 自己インダクタンス、相互インダクタンスの定義を理解し、様々な構造のインダクタンスを計算できるようになる。
3. 変位電流を導入する意味を理解できるようになる。
4. 電気磁気学および電気回路学の全ての法則を包含するマクスウェルの方程式を理解できるようになる。
履修上の注意
Course notes prerequisites
「電気磁気学1及び演習」に続く。
アクティブ・ラーニング科目
Teaching type(Active Learning)
課題に対する作文
Essay
- 小テストの実施
Quiz type test
ディベート・ディスカッション
Debate/Discussion
- グループワーク
Group work
-
プレゼンテーション
Presentation
- 反転授業
Flipped classroom
-
その他(自由記述)
Other(Describe)
-
準備学習・復習
Preparation and review
準備学習:教科書の指定ページを事前に熟読する。
復習:教科書を参考にしながら板書した講義内容を理解する。
成績評価方法
Performance grading
policy
到達度確認試験と演習の成績を各50%で評価する。
学修成果の評価
Evaluation of academic
achievement
・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
教科書
Textbooks/Readings
・教科書を使用する場合は、MyKiTS(教科書販売サイト)から検索・購入可能ですので以下のURLにアクセスしてください。
https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/
 
・Search and purchase the necessary textbooks from MyKiTS (textbook sales site) with the link below.
https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/
参考書・その他資料
Reference and other materials
電気磁気学 問題演習詳解(電気学会発行)、山田直平著、電気学会大学講座
授業計画
Class plan
1   前期の復習 前期に学んだ事柄(電流、キルヒホフの法則、磁界、磁性体等)に
     関する素朴な疑問とその答えに関して話し合う。

2   自己インダクタンス 電流の持つ磁気エネルギー、自己インダクタンスおよび
      イダクタンスの単位などインダクタンスの基本を学ぶ。

3   相互インダクタンス  相互インダクタンスの定義および自己インダクタンスとの
        関係を学ぶ。

4   インダクタンスの接続 インダクタンスの直列接続と並列接続における
合成インダクタンスの計算方法を学ぶ。

5   各種インダクタンスの 計算(1) 種々の形状(ソレノイド、平行2線、円形コイル
等)のインダクタンスの計算方法を学ぶ。

6   各種インダクタンスの 計算(2) 種々の形状(ソレノイド、平行2線、円形コイル
等)のインダクタンスの計算方法を学ぶ。

7   各種インダクタンスの計算(3) 種々の形状(ソレノイド、平行2線、円形コイル
等)のインダクタンスの計算方法を学ぶ。

8   電磁誘導 磁束の変化による起電力の発生、電磁誘導の法則(ファラデーの
法則)、自己誘導、相互誘導について学ぶ。

9   磁界中に置かれた導体の運動による起電力
  運動する回路に現れる起電力、導体単位長当りの起電力、
フレミングの右手の法則、電流に働く力、発電機と電動機に
   ついて学ぶ。

10   変位電流 変位電流の意味づけとマクスウェルの方程式への導入経緯について
学ぶ。

11  マクスウェルの方程式  これまでに学んで来た種々の法則をまとめて表した
電磁方程式(マクスウェルの方程式)、式の持つ意味、
その応用について学ぶ。

12  電磁波 空間を伝搬する電磁波について、平面波、偏波、伝搬速度等、電磁波の
基本を学ぶ。

13  境界条件 境界面(2種の異なった誘電体の境界面、導体の表面等)での電磁界の
境界条件を求める。

14  電磁波の放射 導体表面におけるポインティングベクトル、アンテナからの放射、
静電磁界と放射電界等、電磁波の放射と空間での伝搬の基本を
学ぶ。      

15  まとめ インダクタンス、変位電流、マクスウェルの方程式など、重要項目を
復習する。

教職課程
Teacher-training course
実務経験
Practical experience
長谷川:通信関連研究所の勤務経験を活かし講義する
教育用ソフトウェア
Educational software
-
備考
Remarks
994337V
CLOSE