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科目名 電気磁気学2および演習 
担当者氏名

太田 貴之

全開講対象学科 理工学部電気電子工学科
年次 2年次 
クラス  
講義学期 後期 
単位数
必選区分  
学期・曜日・時限  
部門 専門教育部門-電気電子工学専門科目 
備考 本授業はCP2・3・4およびDP2に該当する 



準備学習・事後学習
次回の授業時間を1時間予習し、テキストの授業計画に対応した内容を読んでおくこと。また、授業内容を2時間復習しておくこと。 
履修上の留意
「電気磁気学1および演習」の講義内容を理解しておくこと。数学的知識として特にベクトル解析、微分、積分の知識は必須であり、「数学1」、「数学3」の講義内容を理解しておくこと。 
授業の概要と目的
様々な電流によって生じる磁界について、その基本法則及び計算方法を修得する。さらに、電流によって生じる磁界がひき起こす様々な現象について理解を深める。(科目ナンバリングコード:TE21102) 
サブタイトル
「電気電子工学の全ての分野(電気エネルギー、通信応用、電子工学、等々)に共通の基礎科目」
電流によって生じる磁界がひき起こす様々な現象 
到達目標
1.定常電流と静磁界に関する法則を理解する。
2.電流分布が与えられたときに発生する磁界をアンペアの周回積分の法則またはビオ・サバールの法則を用いて計算できる。
3.磁界、磁束密度、透磁率の関係および磁性体の性質を理解し、ベクトルポテンシャル、磁気回路を用いて磁性体を含む系の磁界の計算ができる。 
授業計画
【項目欄】 【内容欄】
1. イントロダクション/電流  電気磁気学の基礎的事項の復習と電気磁気学の内容紹介/電流、オームの法則、抵抗率、抵抗の温度係数、コンダクタンスおよび導電率。
レベル:静電気では電荷は静止しているが、これに対し電荷が動くことにより電流が流れ、様々な新しい現象が生じる。これらを把握し、理解できる。 
2. 電流/ベクトル解析  連続導体中の電流分布、電流の場と静電界/スカラー積とベクトル積、ベクトルの3重積と物理的な意味。
レベル:ベクトルに対する種々の演算ができる。 
3. ベクトル解析  線積分(周回積分)、面積分、体積積分/ベクトル解析問題演習。
レベル:ベクトルに対する種々の積分演算ができる。 
4. 真空中の磁界(1)  ビオ・サバールの法則による磁束分布の計算/問題演習。
レベル:電流による磁界発生の定性的理由を理解し、種々の磁界計算法の一つである、ビオ・サバールの法則を用いて磁界計算ができる。 
5. 真空中の磁界(2)  アンペア周回積分の法則の導出/アンペアの周回積分の法則による磁束分布の計算。
レベル:アンペア周回積分の法則を理解し、それを用いて磁界計算ができる。 
6. 真空中の磁界(3)  アンペアの周回積分の法則による磁束分布の計算/問題演習。
レベル:様々な電流分布によって発生する磁界の計算にアンペア周回積分の法則を用い、習熟した計算ができる。 
7. ベクトル解析/真空中の磁界(4)  ベクトルの回転、ストークスの定理、保存場と回転/アンペアの周回積分の法則の微分形の導出。
レベル:ベクトルに対するrot演算ができ、それを用いて電磁気現象を表現できる。 
8. 真空中の磁界(5)  ベクトルポテンシャル/問題演習。
レベル:ベクトルポテンシャルを用いた磁界計算ができる。 
9. 真空中の磁界(6)  電流に作用する力、フレミングの左手の法則、ホール効果/電流磁界の総合演習。
レベル:磁界中の電流に働く力について理解し、計算できる。 
10. 中間試験/磁性体中の磁界(1)  中間試験及びそのまとめ/磁性体と磁化の強さ、磁化の強さと磁化電流。
レベル:磁界の発生源は、電磁石のように電流によるものと、永久磁石のように磁気モーメントによることを理解し、説明できる。 
11. 磁性体中の磁界(2)  磁性体のある場合の磁界、磁界の強さの周回積分/磁束分布の法則。
レベル:磁性体とは何かを理解し、そこに発生する磁界を定量的に計算できる能力を備える。 
12. 磁性体中の磁界(3)  磁極による磁界と磁極に対するクーロンの法則/強磁性体の磁化曲線とヒステリシスループ。
レベル:ヒステリシス損により、なぜ熱が発生するかを理解し、発生熱の計算ができる。 
13. 磁性体中の磁界(4)/インダクタンス  磁気回路/電流の有する磁気的エネルギー。
レベル:磁気的エネルギーの概念を理解し、その表式を導ける。 
14. インダクタンス  インダクタンス、インダクタンス間の関係/簡単な形のコイルのインダクタンス。
レベル:インダクタンスの定義を理解し、簡単なコイルのインダクタンスを計算できる。 
15. 講義のまとめ  これまでの講義で学んだことについて、総括を行う。 
テキスト
【書籍名】 【著者】 【出版社】
1. 電気磁気学   山田直平編   電気学会 
参考文献
【書籍名】 【著者】 【出版社】
1. バークレー物理学コース2 電磁気   E.M.Purcell   丸善 
2. ファインマン物理学 電磁気学    R.P.Feynman,et al.  岩波書店 
3. 科学者と技術者のための物理学3、電磁気学  Raymond A. Serway  学術図書出版社 
授業方法の形式
講義と演習 
成績評価方法及び評価基準
レポート : 20%
定期試験 : 80% 
受講生へのメッセージ
授業は全て「出席」することを大前提とする。
講義の前には「教科書」に目をとしてくるなどの「予習」を行い、講義後は「復習」を怠りないようにすること。 
参考URL
画像
ファイル
更新日時 2019/12/25 17:48


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