2016年度工学院大学 第1部電気システム工学科

電気磁気学II(Electromagnetism II)[1E20]

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2単位
於保 英作 教授  [ 教員業績  JP  EN ]
最終更新日 : 2016/10/27

<授業のねらい>
電気磁気学は、電気系の中で最も基礎的かつ重要な学問の一つに数えられ、これをうまく習得すれば後に受講する応用科目の理解度の向上が期待できます。本講義のねらいは、高校時代に物理公式として丸暗記になりがちだった電気・磁気に関する表面的な知識を、「電界」「磁界」の性質の学習を通して深く掘り下げ十分に理解することです。

<受講にあたっての前提条件>
「電気数学序論」、「電気基礎実習(PBL)」、「電気磁気学I」を履修したことがあること.

<具体的な到達目標>
・磁界全般について理解し、磁界をはじめとする諸量の導出ができるようになる.
・磁界と「電気磁気学I」において学んだ電界との相違・関連性を理解するための基礎力を修得する.

<授業計画及び準備学習>
1. 電流による磁界、磁気現象、アンペールの法則等の復習
2. ビオ・サバールの法則,ビオ・サバールの法則とクーロンの法則の比較
3. ビオ・サバールの法則の応用方法(磁界計算)。
4. ローレンツ力、ローレンツ力の応用(ブラウン管),直線電流が磁界から受ける力(電磁力)のローレンツ力による説明,電磁力の応用例(トルクの発生)
5. 電磁誘導の発見,磁界内を運動する導体の誘動起電力,ファラデーの電磁誘導の法則,レンツの法則,誘導起電力,誘導電流
6. ローレンツ力と電磁誘導・電磁力・ホール効果,交流発電機
7. 相互誘導,自己誘導,自己インダクタンス,相互インダクタンス,変圧器
8. 磁気(磁界の)エネルギー(コイルの電流が蓄えるエネルギー),インダクタンスと抵抗を含む回路の過渡現象
9. 磁気吸引力,表皮効果,うず電流
10. 磁性体
11. 磁気回路
12. これまでに学んだ電界,磁界の性質のまとめ,ファラデーの電磁誘導の法則への誘導電界の導入,変位電流,アンペール・マクスウェルの法則
13. マクスウェルの方程式,電磁波,電磁波のエネルギー,ポインティング・ベクトル
14. 学習内容の振り返り

「準備学習について」
予習については、当然ながら当日の授業への興味・理解を深める意味があります。ただし、その範囲を限定する必要は無く、授業内容を先取りしてどんどん配布冊子・参考書・自分で見つけた関連書物等を読み進んでいただいてかまいません。

復習については、各回の授業内容の復習に留まらず、これまで電気磁気学で学んできた全範囲(含む電気磁気学Iの内容)について適宜行う必要があると思います。そのことにより、電気磁気学に登場する様々な現象・法則などについての理解が深まり、お互いの関連性などにも考えが及ぶようになるはずです。

準備学習に関する注意
上に述べた様に、予習復習を奨励します。ただし、学習した内容を分かりやすく整理しておくことが大切です。具体的には、各人のノートの中に各回の授業内容ポイントがまとめられ(十分な理解をした上で)、その努力が電気磁気学の試験時にも役立ってほしいと考えます。

<成績評価方法>
授業に出席することが成績評価の前提となります。試験期間内に授業内容すべてを範囲とする学期末試験を実施します。課題提出と併せて最終成績を評価します。期末試験80%,課題提出20%の評価割合とします。60点以上の者に単位を認めます。

<教科書>
冊子「電気磁気学II」を配布。

<参考書>
やくにたつ電磁気学 平井紀光(ムイスリ出版)。

<オフィスアワー>
前期水曜日 12:50〜13:25 八王子校舎13号館303室(ナノビーム計測情報研究室)
その他,短時間であれば授業終了後の教室においても質問を受け付けます。

<学生へのメッセージ>
電気磁気学には難解な部分も含まれます。しかし、電気工学を学ぶための基礎となりますし、役に立つ考え方が沢山詰まっています。授業の内容だけでなく自発的な学習(含予習復習)が大切です。質問も歓迎します。


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