Japanese / English

E0734700

電気磁気学演習3

Exercise in Electromagnetism 3

開講部

工学部

開講学科

電気工学科

開講学年

2年次

開講時期

後期

単位数

1

単位区分

必修

系列区分

専門

講義区分

演習

教育目標

D1
教授松本聡この先生のアンケート一覧を参照

授業の概要

電気磁気学3で学修する電磁誘導および電磁界を表す方程式について、演習を通じてさらに理解を深める。
毎回数問レポート課題を課すので、これを解くことにより理解を深めていく。

授業の目的

種々の電気電子機器における電気磁気的な現象を理解する上で、電気磁気学の知識は必要不可欠である。一方、電気磁気学を学ぶためには、物理現象の理解とこれをベクトルや微積分などの演算による数学的手法を理解することが重要である。この授業では電気磁気学の演習を通してベクトルや微積分あるいは偏微分などを同時に学ぶことにより、電気磁気学の体系とそのエレガントな美しさを学ぶことを目的とする。

達成目標

1.電磁誘導の法則を理解し,変圧器の原理を数値により計算できる。
2.誘導起電力について数値計算ができる。
3.自己インダクタンスと相互インダクタンスの計算ができる。
4.電磁界のエネルギー計算原理を理解し、簡単な例題を解くことができる。
5.渦電流とヒステリシス損失を理解し、関係式を導出できる。
6.表皮効果の計算ができる。
7.電磁波の波動方程式を導くことができる。
8.ベクトルポテンシャルを理解し、磁束密度、磁束との関係を説明できる。

授業で使用する言語

日本語

授業計画

1.ベクトルポテンシャルと電磁界
2.電磁誘導の法則に関する演習
・ファラデーの法則,レンツの法則など
3.変圧器起電力と速度起電力に関する演習
・磁束の時間変化と起電力,導体の運動と起電力など
4.インダクタンス
・電流と磁束,自己インダクタンスと相互インダクタンスなど

各種コイルのインダクタンスに関する演習(1)
・環状ソレノイドと無限長ソレノイドなど
5.各種コイルのインダクタンスに関する演習(2)
・平行導線および導体の相互インダクタンスなど
・幾何学的平均距離
6.渦電流損とヒステリシス損に関する演習
・交流磁界と渦電流および渦電流損,磁性体のヒステリシス特性とヒステリシス損など
7.表皮効果に関する演習
・電流の表皮効果,磁束の表皮効果など
8.模範解答による演習
試験範囲]電磁誘導の法則,変圧器起電力と速度起電力,インダクタンスおよび各種コイルのインダクタンス,磁界のエネルギーと磁気力,渦電流損とヒステリシス損,表皮効果
9.ベクトル演算ならびに力線と流線のの視点から現象を理解する。
クーロンの法則
アンペールマクスウェルの法則
ファラデーの法則
10.変位電流に関する演習
・伝導電流と変位電流,アンペアーマクスウェルの法則など
11.磁界を支配する基本方程式に関する演習
・マクスウェルの電磁方程式,電界および磁界の諸法則など
12.電磁波の基礎に関する演習
・電磁波に対する波動方程式,正方向進行波と負方向進行波など
電磁波の伝搬に関する演習
・固有インピーダンス,波動インピーダンスなど
13.正弦的に変動する電磁波に関する演習
・正弦的電磁波の真空における伝搬速度,正弦的電磁波の物質中における伝搬速度など
14.電気エネルギーとは
静電エネルギー
磁界エネルギー
磁界のエネルギーと磁気力に関する演習
・コイルのもつ磁気エネルギー,コイル間に働く磁気力など
15.仮想変位
仮想変位を用いた電磁力の計算
16.総合演習
変位電流,磁界を支配する基本方程式,電磁波の基礎,電磁波の伝搬,正弦的に変動する電磁波、仮想変位

評価方法と基準

章末問題ならびに追加課題に対するレポート点 60%
レポート採点ならびに採点コメント作製 40%
の割合で評価する。
どちらも得点の60%以上を合格とする(どちらかが60%未満の場合は不合格となる)。
出席率80%未満の評価は評価点×出席率とする。

教科書・参考書

参考書
1.電気磁気学演習、電気学会、河野照哉、桂井誠 ISBN-978-4-88686-102-4
2.工学の基礎「電気磁気学」 裳華房 松本 聡 ISBN978-4-7853-2244-1
3.工科の物理「電磁気学」、渡辺征夫・青柳 晃共著,培風館
4.詳解「電気磁気学演習」、後藤憲一、山崎修一郎、共立出版
5.電気学会大学講座「電気磁気学」桂井 誠 ISBN4-88686-231-4

履修登録前の準備

電気磁気学1および2が履修済みであること。
電気磁気学3を履修中または履修済であること。
ベクトル解析、微積分、偏微分の知識は必要不可欠である。不明な点は随時復習しておくこと。

学習・教育到達目標との対応

1.D1:電気工学の専門分野における基礎科目を学び、電気現象ならびに電気エネルギーの特徴を説明できる。

オフィスアワー、質問・相談の方法

大宮校舎では,事前にアポイントをとれば月曜日に対応可能。
豊洲校舎では,在室時は随時対応可能。
質問,相談はe-mailでも受け付けます。
matu0704@sic.shibaura-it.ac.jp

環境との関連

環境に関連しない科目

地域志向

地域志向ではない科目

社会的・職業的自立力の育成

知識活用力を育成する科目

アクティブ・ラーニング科目

能動的な学修への参加による授業が概ね半数

授業の到達目標と各学科の学習・到達目標との対応


最終更新 : Thu Jun 09 08:51:05 JST 2016