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学習支援計画書(シラバス) 検索システム
専門教育課程 電気電子工学科(2018年度入学〜)
授業科目区分 科目名 単位数 科目コード 開講時期 履修方法
専門教育課程
専門科目
専門
電気磁気学Ⅱ
Electromagnetics II
2 E608-01 2021年度
3期(前学期)
修学規程第4条を参照
担当教員名
*印は、実務経験のある教員を示しています。
授業科目の学習・教育目標
キーワード 学習・教育目標
1.磁界 2.電磁誘導 3.インダクタンス 4.地域連携 「電気磁気学Ⅱ」は電気・電子・情報・通信工学分野における根幹をなす基礎科目のひとつ であり、その修得は他の科目を理解するために必須である。本授業では「電気磁気学Ⅰ」(3 期)で学んだ基本知識をもとに、ベクトル解析、微積分などの数学的手法を用いて、電界、 磁界およびそれらの相互作用に関する基礎的かつ重要な問題を解き、身近な架空電線等を教 材として、磁界強度や電線間力を定量的に算出できることを「学習・教育目標」とする。 (関連学習・教育目標:I)
授業の概要および学習上の助言
授業では下記の項目を扱う。  第6章 電流と磁界(電流による磁界、アンペアの右ねじの法則、ビオ・サバールの法則、アンペアの周回積分の法則、      ソレノイドによる磁界、磁界中の電流に働く力、電流間に働く力)  第7章 電磁誘導(ファラデーの法則、磁界中の回転コイルに生じる起電力、磁界中で運動する導体に生じる起電力、      運動エネルギーと電気エネルギーとの関係、渦電流)  第8章 インダクタンス(自己・相互インダクタンス、相互誘導と結合係数、インダクタンスの接続、電磁エネルギー) また6〜8章をより良く理解するため、「電気磁気学Ⅰ」で学んだ以下の項目を学生の達成度に合わせて復習する。  第1章 電荷とクーロン力(電荷とその性質、クーロンの法則、複数のクーロン力の合成、導体と不導体、静電誘導)   第2章 電界と電位(電界、複数の電荷による合成電界、電気力線、電束と電束密度、ガウスの法則、電位、電位差、電気      力線と等電位面、帯電導体による電界と電位)   第3章 静電容量と導体系(静電容量、種々の導体系の静電容量、電気影像法、コンデンサの接続、静電エネルギー)   第4章 誘電体(誘電体、誘電体の分極、誘電体中の電界と電束密度、誘電体中に蓄えられるエネルギー、誘電体で満たさ      れた導体間に働く力)  第5章 電流(電荷の移動、オームの法則、抵抗と抵抗率、コンダクタンスと導電率、ジュール熱と電力、導体中での電界      と電位)
教科書および参考書・リザーブドブック
教科書:基礎電気磁気学Ⅱ[金沢工業大学] 参考書:指定なし リザーブドブック:指定なし
履修に必要な予備知識や技能
本授業は「電気磁気学Ⅰ」に引き続き、電気磁気学の基礎知識を確立することを目的とする。さらに、本授業の後には「電気 磁気学Ⅲ」 の履修が予定される。このため、下記の予備知識と技能が必要である。 1. 「電気磁気学Ⅰ」で学んだ内容(電荷とクーロン力、電界と電位、静電容量、誘電体)を復習しておくこと。 2. 主な物理量の単位および単位系の構成を理解しておくこと。 3. 専門用語の定義および重要公式を理解すると共に、多くの演習問題に積極的に取り組み解答能力を高めておくこと。
学生が達成すべき行動目標
No. 学科教育目標
(記号表記)
I 電流とその周りの磁界の関係を理解し、ビオ・サバールの法則、アンペアの法則を用いて基礎的な磁界問題が解ける。
I 磁界と電流の関係を理解し、磁界中にある電流の流れている導線に働く電磁力を計算できる。
I 磁界が電流に及ぼす作用を理解し、電磁誘導に関するファラデーの法則を用いた基本的な計算ができる。
I 自己および相互インダクタンスについて理解し、関連した基礎的な問題が解ける。
達成度評価
評価方法
試験 クイズ
小テスト
レポート 成果発表
(口頭・実技)
作品 ポートフォリオ その他 合計
総合評価割合 40 30 30 0 0 0 0 100
指標と評価割合 総合評価割合 40 30 30 0 0 0 0 100
総合力指標 知識を取り込む力 30 20 0 0 0 0 0 50
思考・推論・創造する力 10 10 0 0 0 0 0 20
コラボレーションと
リーダーシップ
0 0 0 0 0 0 0 0
発表・表現・伝達する力 0 0 20 0 0 0 0 20
学習に取組む姿勢・意欲 0 0 10 0 0 0 0 10
※総合力指標で示す数値内訳、授業運営上のおおよその目安を示したものです。
評価の要点
評価方法 行動目標 評価の実施方法と注意点
試験 中間試験では行動目標の①と②、期末試験では行動目標の③と④が達成されているかを確認する。
クイズ
小テスト
授業の進行状況に合わせて、主に行動目標が達成されているかどうかを逐次確認することを目的に、各章 ごと程度に実施する。実施日と実施内容については1週間前に予告する。
レポート 行動目標を着実に達成することを目的に、授業の進行状況に合わせ、授業と教科書の内容から数回出題す る。レポートは指定された期日までに提出しなければならない。
成果発表
(口頭・実技)
作品
ポートフォリオ
その他
具体的な達成の目安
理想的な達成レベルの目安 標準的な達成レベルの目安
行動目標の4項目をほぼ確実に達成するとともに、本科目の後 に続く「電気磁気学Ⅲ」および電気磁気学を基礎とする専門科 目への興味関心と学習意欲が形成されているレベル 行動目標の4項目を70%から80%達成しているレベル
CLIP学習プロセスについて
一般に、授業あるいは課外での学習では:「知識などを取り込む」→「知識などをいろいろな角度から、場合によってはチーム活動として、考え、推論し、創造する」→「修得した内容を表現、発表、伝達する」→「総合的に評価を受ける、GoodWork!」:のようなプロセス(一部あるいは全体)を繰り返し行いながら、応用力のある知識やスキルを身につけていくことが重要です。このような学習プロセスを大事に行動してください。
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間(例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間/週)を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。
授業明細
回数 学習内容 授業の運営方法 学習課題 予習・復習 時間:分
1 回 「学習支援計画書」および授業の進め方に関するガイ ダンス 「電気磁気学Ⅰ」の復習テスト 講義と質疑: 主として教科書 を使用し、必要に応じて補助 教材を併用する。 自己点検:教科書の練習問題 により講義内容の理解度を自 ら点検点検する。 学習支援計画書に記載された「教 育目標」「授業概要」「行動目標 」等をよく読み、内容を理解する 。復習テストに備えて「電気磁気 学Ⅰ」で学んだ内容を復習してお く。 200
2 回 第6章 電流と磁界 6.1 磁石が作る磁界と電流が作る磁界 6.2 アンペアの右ねじの法則 6.3 電流と磁束密度 6.4 ビオ・サバールの法則 講義と質疑 問題演習 自己点検:演習問題・クイズ ・小テストの解答を確認し, 理解度を自ら点検する。 授業で学んだ内容を復習し、6.4 節の[問題]および関連する巻末演 習問題を解く。 次回の授業内容である6.5、6.6節 を予習する。 200
3 回 第6章 電流と磁界 6.5 アンペアの周回積分の法則 6.6 ソレノイドにおける磁界 講義と質疑 問題演習 自己点検:演習問題・クイズ ・小テストの解答を確認し, 理解度を自ら点検する。 授業で学んだ内容を復習し、6.5 、6.6節の[問題]および関連する 巻末演習問題を解く。 次回の授業内容である6.7節を予 習する。 200
4 回 第6章 電流と磁界 6.6 ソレノイドにおける磁界 6.7 磁界中の電流に働く力 講義と質疑 問題演習 自己点検:演習問題・クイズ ・小テストの解答を確認し, 理解度を自ら点検する。 授業で学んだ内容を復習し、6.6 、6.7節の[問題]および関連する 巻末演習問題を解く。 次回の授業内容である6.8節を予 習する。 200
5 回 第6章 磁性体と磁界 6.7 磁界中の電流に働く力 6.8 電流間に働く力 講義と質疑 問題演習 自己点検:演習問題・クイズ ・小テストの解答を確認し, 理解度を自ら点検する。 授業で学んだ内容を復習し、6.7 、6.8節の[問題]および関連する 巻末演習問題を解く。 中間試験に向け、第6章の内容を 復習する。 200
6 回 中間試験 試験の解説 授業の振り返り 試験の実施 講義と質疑 中間試験に備え、これまでの授業 で学んだ第6章の内容を復習し、 第6章の[例題]、[問題]および巻 末演習問題AとBを解く。 200
7 回 第7章 電磁誘導 7.1 ファラデーの法則 講義と質疑 問題演習 自己点検:中間試験の解答を 確認し,理解度を自ら点検す る。 授業で学んだ内容を復習し、7.1 節の[問題]および関連する巻末演 習問題を解く。 次回の授業内容である7.2節を予 習する。 200
8 回 第7章 電磁誘導 7.2 磁界中の回転コイルに生じる起電力 講義と質疑 問題演習 自己点検:演習問題・クイズ ・小テストの解答を確認し, 理解度を自ら点検する。 授業で学んだ内容を復習し、7.2 節の[問題]および関連する巻末演 習問題を解く。 次回の授業内容である7.3節を予 習する。 200
9 回 第7章 電磁誘導 7.3 磁界中で運動する導体に生じる起電力 講義と質疑 問題演習 自己点検:演習問題・クイズ ・小テストの解答を確認し, 理解度を自ら点検する。 授業で学んだ内容を復習し、7.3 節の[問題]および関連する巻末演 習問題を解く。 次回の授業内容である7.4と7.5節 を予習する。 200
10 回 第7章 電磁誘導 7.4 運動エネルギーと電気エネルギーとの関係 7.5 渦電流 講義と質疑 問題演習 自己点検:演習問題・クイズ ・小テストの解答を確認し, 理解度を自ら点検する。 授業で学んだ内容を復習し、7.4 と7.5節の[問題]および関連する 巻末演習問題を解く。 次回の授業内容である8.1節を予 習する。 200
11 回 第8章 インダクタンス 8.1 自己インダクタンス 8.2 相互インダクタンス 講義と質疑 問題演習 自己点検:演習問題・クイズ ・小テストの解答を確認し, 理解度を自ら点検する。 授業で学んだ内容を復習し、8.1 と8.2節の[問題]および関連する 巻末演習問題を解く。 次回の授業内容である8.3と8.4節 を予習する。 200
12 回 第8章 インダクタンス 8.3 相互誘導における結合係数 8.4 インダクタンスの計算例 講義と質疑 問題演習 自己点検:演習問題・クイズ ・小テストの解答を確認し, 理解度を自ら点検する。 授業で学んだ内容を復習し、8.3 と8.4節の[問題]および関連する 巻末演習問題を解く。 次回の授業内容である8.5と8.6節 を予習する。 200
13 回 第8章 インダクタンス 8.5 インダクタンスの接続 8.6 電磁エネルギー 講義と質疑 問題演習 自己点検:演習問題・クイズ ・小テストの解答を確認し, 理解度を自ら点検する。 授業で学んだ内容を復習し、8.5 と8.6節の[問題]および関連する 巻末演習問題を解く。 200
14 回 振り返り授業 期末試験実施 講義と質疑 期末試験 これまでの学習内容を自己点検し 、復習と演習問題により総合的な 理解度を高める。疑問点は授業、 学習支援システムなどを利用して 解決する。 200
15 回 期末試験の解答,解説 振り返り授業 期末試験解答 講義 自己点検:演習問題・クイズ ・小テストの解答を確認し, 理解度を自ら点検する。 アンケート 期末試験を振り返り,理解不足の 内容に関係する演習問題を解く。 200