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科目の基本情報
| 開講年度 | 2024 年度 | |
|---|---|---|
| 開講区分 | 工学部電気電子工学科／総合工学科電気電子工学コース ・専門教育 | |
| 受講対象学生 |
学部(学士課程) : 2年次 |
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| 選択・必修 | 必修 |
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| 授業科目名 | 電磁気学Ⅰ | |
| でんじきがくいち | ||
| Electromagnetism I | ||
| 単位数 | 3 単位 | |
| ナンバリングコード | EN-ELEC-2
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| 開放科目 | 非開放科目 | |
| 開講学期 |
前期 |
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| 開講時間 |
火曜日 1, 2時限; 金曜日 1, 2時限 |
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| 授業形態 |
対面授業 * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい
「オンライン授業」・・・オンライン会議ツール等を利用して実施する同時双方向型の授業 |
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| 開講場所 | 火曜1,2限：工学部27番教室 金曜1,2限：工学部28番教室 |
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| 担当教員 | 佐藤 英樹 （工学研究科電気電子工学専攻） | |
| SATO, Hideki | ||
| sato@elec.mie-u.ac.jp | ||
| 実務経験のある教員 | 【教員名】 佐藤 英樹 【実務経験】半導体製造装置・真空機器メーカーにおいて開発業務に従事 【講義内容との関連性】実務経験より得た知識，技術等を活かして，電磁気学の知識の実務における活用法に関する指導を行う。 |
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| SDGsの目標 |
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| 連絡事項 | * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい |
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学修の目的と方法
| 授業の概要 | この講義では，「基礎物理学II」で学習した内容を基礎とし，これに「ベクトル解析」で学習した内容を加え，電磁気学の内容のうち静電気現象についてさらに発展的な内容を学習する。理論を詳述するとともに，物理像を平易に解説することに重点を置く。授業は講義と演習で構成され，講義での内容を，演習をとおしてより深く理解してもらうことを目指す。本講義では，自然現象や工学の様々における様々な現象を参考にしながら，電磁気学の基礎を学習するとともに問題解決能力を養うように進める。 |
|---|---|
| 学修の目的 | 電気電子工学の基礎となる静電気現象に関する知識を習得する。 電位，電界，電気力線，電束密度，分極，静電エネルギーなどの概念を理解する。 |
| 学修の到達目標 | 本講義での学習をとおし，以下の知識，能力を身につけることを目的とする。 「基礎知識と専門知識」 ・静電界の基本法則を理解できる。 ・電磁気学に関する基本的な演習問題を解くことが出来る。 「自主的継続的学習能力」 ・与えられた提出課題について，自主的に資料収集を行い，整理してレポートとしてまとめることができる。 ・授業内容および提出課題などの自主学習を通し，電磁気学現象は我々にとってきわめて身近な現象であり，またこれらが工学のさまざまな場面で応用されていることが理解できる。 「制約下での仕事」 ・与えられた提出課題について，限られた期日までに限られた量の文章，数式および図を用いてまとめ，提出することができる。 ★学習･教育目標：上記の3項目に関する能力を向上させる。 |
| ディプロマ・ポリシー |
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| 成績評価方法と基準 | ◎原則として以下の基準に従い，成績判定します。 ・評価は，提出課題（10点），中間試験（45点(※)），期末試験（45点(※)）の合計100点で行い，総計点数／10を四捨五入して評点とし，評点６以上を合格とする。 ※中間，期末の点数配分は変更になる可能性あり（変更する場合は事前に連絡します）。 ◎出席および提出課題の提出は単位修得の必要条件です。 ・講義，演習いずれかもしくは両方で，欠席率が30％に達した場合は，原則として不合格とする。 ・提出課題の提出状況が悪い（提出課題の合計点が満点の半分以下）場合は，不合格となることがある。 |
| 授業の方法 | 講義 演習 |
| 授業の特徴 |
Moodleを活用する授業 その他、能動的要素を加えた授業（ミニッツペーパー、シャトルカードなど） |
| 授業アンケート結果を受けての改善点 | 授業アンケートの内容を授業にフィードバックする。また，授業に関して適宜意見聴取を行い，これを授業に反映させる。 |
| 教科書 | 「電磁気学 ~その物理像と詳論~」 (小塚洋司，森北出版） |
| 参考書 | 物理入門コース「電磁気学I，II」（長岡洋介，岩波書店） 「電磁気学」（中山正敏，裳華房） 新・電気システム工学 「電気磁気学 ~いかに使いこなすか~」 （小野 靖， 数理工学社） その他，電磁気学の演習書。 |
| オフィスアワー | 毎週水曜日16:20〜， 電子情報棟1階1112室 または電子メールで対応します（sato@elec.mie-u.ac.jp)。 |
| 受講要件 | |
| 予め履修が望ましい科目 | 電気・電子工学に関する全ての科目の基礎である。「基礎物理学II」および「ベクトル解析」を履修し，十分理解していることが望ましい。 ※ベクトル解析は2024年度から選択必修科目になりますが，履修することを強く勧めます。 |
| 発展科目 | 電気・電子工学に関する全ての科目の基礎であるが，特に「電磁気学II」とは連続的につながっている。 |
| その他 |
(１)1週間に2コマ（計４時限）の実施になります。 (２) 以下のような場合，その時点で不合格とすることがあります。 ・出席の代筆，他者の課題をコピーして提出する等の不正行為 ・著しく受講態度が悪いと認められる場合 (３) 本授業では，Moodleを利用します。毎回授業の前後はMoodleの本授業のページをこまめにチェックしてください。 |
授業計画
| MoodleのコースURL |
https://moodle.mie-u.ac.jp/moodle35/course/view.php?id=19185 |
|---|
| キーワード | 電荷，電界，電位，真空，導体，電気双極子，容量，誘導，誘電体，静電エネルギー，応力 |
|---|---|
| Key Word(s) | Charge, Electric field, Electrostatic potential, Vacuum, Conductor, Electric dipole, Capacity, Induction, Dielectrics, Electrostatic Energy, Stress |
| 学修内容 | 講義と演習はほぼ対の形で進める予定です（進行状況により変更の可能性あり）。 第1,2回 復習：基礎電磁気学／電荷とクーロンの法則 第3,4回 真空中の静電界(1) 電界，電位 第5,6回 真空中の静電界(2) 電界の保存性，電気力線，真空中のガウスの法則 第7,8回 真空中の静電界(3) ポアソンの方程式とラプラスの方程式 第9,10回 真空中の静電界(4) 電気双極子 第11,12回 真空中の静電界(5) 電気双極子による電界，電気二重層 第13,14回 中間試験／真空中の導体系(1) 導体上の電荷の分布と静電界 第15,16回 真空中の導体系(2) 電位係数 第17,18回 真空中の導体系(3) 容量・係数，静電容量 第19,20回 誘電体(1) 分極， 誘電率 第21,22回 誘電体(2) 誘電体内の電界と分極の関係，電束，誘電体中のガウスの法則，誘電体の境界条件 第23,24回 静電エネルギーと応力(1) 導体の有する静電エネルギー，電界中の静電エネルギー 第25,26回 静電エネルギーと応力(2) 静電応力，仮想変位・導体間に働く力，誘電体間に働く力 第27,28回 電界の特殊解法 第29,30回 これまでのまとめ，今後の展望（電流・真空中の磁界，変動する電界） 第31回 期末試験 |
| 事前・事後学修の内容 | 予め教科書に目を通して授業を受けて下さい。毎回の演習の時間に課す演習問題（提出課題）は，繰り返し復習して下さい。 |
| 事前学修の時間:120分/回 事後学修の時間:120分/回 |