三重大学ウェブシラバス

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科目の基本情報

開講年度	2020 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
選択・必修	必修学科必修
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

開放科目	非開放科目
開講学期	後期
開講時間	月曜日 1, 2時限; 水曜日 3, 4時限
開講場所	未定（月曜1,2限，　水曜3,4限とも工学部教室で実施)
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。
SDGsの目標

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。授業は講義と演習に分かれており，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電磁気学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：「基礎知識と専門知識」，「自主的継続的学習能力」，「制約下での仕事の推進・統括」に関する能力を向上させる。
ディプロマ・ポリシー	○ 学科・コース等の教育目標 ○ JABEE 関連項目学習･教育目標との関連（達成度点検シートの重み）：基礎知識と専門知識(0.7)，自主的継続的学習能力(0.1)，制約下での仕事の推進・統括(0.2) 　多面的な思考能力と素養：日本や世界各国の種々の時代や地域には、多様な考え方が存在していることを学び、様々な立場から互いの意見を尊重して相互に理解できる。【認知的領域】　技術者倫理：電気電子工学の基礎知識を身につけ、科学技術が社会や自然環境に及ぼす影響を理解し、責任ある技術者として行動できる。【情意的領域】 ○基礎知識と専門知識：数学、自然科学、情報技術、並びに電気電子工学に関する基礎及び専門知識を修得し、それらの知識を応用できる。【認知的領域】　デザイン能力・ものづくり能力：電気電子工学の基礎と専門知識を基にして、関連した情報の収集を図り、課題を解決する手法を提案でき、それに基づいて「ものづくり」を行える。【技能表現領域】　コミュニケーション能力：実験した内容や考察した内容、調査した内容を図、表等を利用して文書により表現し、他人に説明できる能力、討論を行える。専門とする分野の英語で書かれた文献について理解し、説明できる。【技能表現領域】 ○自主的継続的学習能力：電気電子工学に関連する種々の分野に関心を持ち、未知な分野が広がっていることを感じて、自主的、継続的な学習が必要であることを認識できる。【情意的領域】 ○制約下での仕事の推進・統括：電気電子工学分野の基礎に関する与えられた課題または自ら設定した課題について、計画的に物事を進め、期限までにまとめて報告書を提出できる。【認知的領域】 ○ 全学の教育目標感じる力　感性　共感 ○主体性考える力　幅広い教養 ○専門知識・技術　論理的・批判的思考力コミュニケーション力 ○表現力(発表・討論・対話) 　リーダーシップ・フォロワーシップ　実践外国語力生きる力 ○問題発見解決力　心身・健康に対する意識　社会人としての態度・倫理観
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，演習・提出課題（１０点），中間試験（30点），期末試験（60点）の総計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。 ◎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，欠席回数が４回を超えた場合は，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	PBL 特色ある教育 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）英語を用いた教育
授業改善の工夫	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）など。その他，電磁気学に関連する演習書。
オフィスアワー	毎週水曜日16:20〜，その他随時，電子情報棟1階1112室その他，電子メールでも対応します（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。１年次に開講の「基礎物理学II」および２年次に開講の「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。
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（４時限）の実施になります（講義１コマ＋演習１コマ）。 (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，他者の提出課題をコピーしての提出するなど不正行為をした場合・著しく受講態度が悪いと認められた場合（教員の指示に従わない，スマホで授業に関係ないゲームをしたりや動画を視聴する，実験レポートを作成する，など） (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

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（授業の進行状況により変更になることがあります）。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　真空中の導体系（１）導体に与えた電荷の分布と静電界第１５，１６回　中間試験／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，誘導係数，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）孤立導体の有する静電エネルギー，複数導体による静電エネルギー，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	毎回の授業において，提出課題を課します。教科書の演習問題などは，指示されなくても予習，復習で自主的に解答するようにして下さい。