E0080100

電気磁気学演習1

Exercises in Electromagnetism 1

開講部

工学部

開講学科

電気工学科

開講学年

1年次

開講時期

後期

単位数

1

単位区分

選択

系列区分

専門

講義区分

演習
講師渋谷義一この授業の2008年度のアンケートを参照

授業の概要

電気磁気学1の講義で得られる静電界についての知識をベースにして、その考え方を単純な形のモデルに適用して数値的に解く演習を段階的・継続的に行う。このようにして、数学的取扱い方および物理的なイメージの両方を次第に身につけて行くことを目的とする。
内容は毎回時間中にその日の電気磁気学1の講義の内容に対応した課題を解き、講義の最後に配布する回答例を見て自己採点し提出する。同時に宿題を配布し次回にその回答を提出する。提出された回答用紙採点後返却し、模範的な回答については黒板で披露する。
このような訓練を積み重ねることにより、数学的取扱い方の奥にある物理に対する理解を高め、将来の創造的な思考の基盤に資したい。

達成目標

1.与えられた問題に対しクーロンの法則、ガウスの法則を適切に適用できる。
2.簡単な形状の電荷の与えられた系に対し静電界の電位・電界を求めることができる。
3.簡単な形状の導体および誘電体を含む系に対し静電界の電位・電界が計算できる。
4.与えられた三次元の静電界(電位および電界)を頭に描き紙の上に表現することができる。

授業計画

1.電荷についての演習         宿題1
  ・電荷
  ・クーロンの法則
2.電界についての演習(I)        宿題2
  ・電界の定義
  ・電気力線
3.電界についての演習(II)       宿題3
  ・ガウスの法則
  ・電界の発散
4.電位についての演習(I)        宿題4
  ・電位の定義
  ・電位の勾配
5.電位についての演習(II)       宿題5
  ・電界の回転
  ・ポアソンの方程式ラプラスの方程式
6.導体についての演習(I)        宿題6
  ・導体系の電荷と電位
7.導体についての演習(II)       宿題7
  ・静電容量
8.導体についての演習(III)       宿題8
  ・導体系の静電エネルギー
  ・静電エネルギーと静電気力
9.誘電体についての演習(I)       宿題9
  ・電気分極
  ・分極電荷
10.誘電体についての演習(II)      宿題10
  ・誘電体中の電界
  ・電束密度とガウスの法則
11.誘電体についての演習(III)      宿題11
  ・誘電体の境界条件
  ・蓄えられるエネルギー
12.誘電体についての演習(IV)      宿題12
  ・誘電体境界面に働く力
13.電界の解析法についての演習     宿題13
  ・電気影像法
14.全体的な演習
  ・点電荷・導体の静電界についての問題
15.予備

評価方法と基準

達成目標1は宿題1〜3で,達成目標2は宿題2〜8で,達成目標3は宿題8〜13,達成目標4は宿題1〜13の評価点で評価する。
全体の評価は、提出した宿題の評価点の合計および次の総合得点で評価する。

宿題1〜13(各々100点満点 )の提出分の合計÷13

総合得点が60点以上を合格とする。

教科書・参考書

教科書:
渡辺、青柳:(工科の物理3)電気磁気学(培風館),1991

参考書:
(1)山田直平編:「電気磁気学」,電気学会大学講座(電気学会),1950
(2)宅間董:「電界パノラマ」,電気学会(オーム社),2003

履修前の準備

履修前の準備:微分・積分およびベクトル演算についての理解を深めていることを前提に授業を進めるので,微分積分1,2,線形代数1,2 の履修を通じてこれらの知識の獲得に努めること。

学習・教育目標との対応

1.D1:電気工学の根幹となる電気磁気学および電気回路の基礎理論を理解し,電気現象を説明することができる。

オフィスアワー

授業後30分:講義室で
E-mail: shibuya@sic.shibaura-it.ac.jp
演習問題、宿題問題、それらの解答などの情報はシェアフォルダを通じて提供します。

環境との関連

環境に関連しない科目

最終更新 : Thu Mar 28 07:46:36 JST 2013