授業の目的 【日本語】
Goals of the Course [JPN] | | | 電磁気学は，現代科学技術における重要な基礎分野の一つです。本講義では，時間とともに変化することのない静的な電磁場（電磁界）を主に取りあげます。遠隔作用の法則（クーロンの法則やビオ•サバールの法則）と近接作用の法則（ガウスの法則やアンペールの法則）との関係について解説するとともに，静電ポテンシャル，電気力線などの物理的概念や，ベクトル解析などの数学的手法を説明します。このことによって，電磁気学の基本概念と手法について理解を深めるとともに，理工系分野を学ぶ基礎学力を養うことを目指します。この科目は，電磁気学を直接必要としない分野の学生にとっても自然科学を学ぶための重要な基礎となります。 |
|
|
授業の目的 【英語】
Goals of the Course [ENG] | | | Electromagnetism is one of the most important fundamental fields in modern science and technology. In this lecture, we will mainly focus on static electromagnetic fields that do not change with time. The relationship between action at a distance (Coulomb's law and Biot-Savart law) and the principle of locality (Gauss's law and Ampere's law) will be explained, as well as physical concepts such as electrostatic potential and lines of electric force, and mathematical methods such as vector analysis. This course aims to deepen students' understanding of the basic concepts and methods of electromagnetism, and to develop basic academic skills for studying science and engineering fields. This course provides an important foundation for the study of natural science even for students in fields that do not directly require electromagnetism. |
|
|
授業の達成目標 【日本語】
Objectives of the Course [JPN] | | | 電荷及び磁荷に関するガウスの法則、レンツの法則、アンペールの法則の物理的な意味が理解でき、説明できること。雷などのような電磁気的な自然現象の物理を電磁気の知識をもとにして説明できること、および様々な電気回路に用いられる抵抗、コンデンサ、コイルなど受動素子の動作原理を電磁気学的に理解できることが、本授業の目標である。 |
|
|
授業の達成目標 【英語】
Objectives of the Course [ENG] | | | The purpose of this class is to understand the electromagnetic natural phenomena such as lightning and static electricity, and to understand the operating principle of passive elements such as resistors, inductors, and capacitors used in various electric circuits. |
|
|
授業の内容や構成
Course Content or Plan | | ●授業内容
序論および第1章 ベクトル解析その１
第0章 身の回りの電磁気学 0.1 電磁気学はどのように構築されたか? １.1 ベクトルの内積と外積 1.2 スカラー場とベクトル場
第1章 ベクトル解析その２
1.3 発散 1.4 ガウスの定理 1.5 回転 1.6 ストークスの定理 1.7 勾配 1.8 グリーンの定理 1.9 直交座標系、円筒座標系、極座標系
第2章 真空中の静電界
2.1 クーロンの法則 2.2 電界 2.3 ガウスの法則 2.4 電位、ポテンシャル 2.5 電気双極子 2.6 ポアソンの方程式、ラプラスの方程式 2.7 導体系の静電界 2.8 静電界のエネルギー
第3章 誘電体を含む静電界
3.1 誘電体と誘電分極 3.2 誘電体を含む系の電界 3.3 誘電体に蓄えられるエネルギー 3.4 誘電体の境界にはたらく静電力 3.5 静電界の解法
第4章 静磁界と磁性体
4.1 磁荷に対するクーロンの法則 4.2 磁界と磁気双極子 4.3 電気的量と磁気的量 4.4 物質の磁気的性質 4.5 静磁界のエネルギー
第5章 定常電流
5.1 電流と電荷保存則 5.2 オームの法則 5.3 キルヒホッフの法則 5.4 ジュール熱 5.5 定常電流界の基礎方程式
第6章 定常電流による静磁界
6.1 アンペアの周回積分の法則 6.2 磁界の基礎方程式 6.3 静磁界の境界条件 6.4 磁界のベクトルポテンシャル 6.5 ビオ・サバールの法則 6.6 磁気回路 6.7 電流及び荷電粒子に作用する力 6.8 電流による磁界のエネルギー
および定期試験または講義毎の課題
講義の前に、教科書の各単元を目を通しておくこと。また、単元が終わったら、教科書の例題や章末問題を自分で解いておくこと。講義の途中でホームワークを指示することがあるので、積極的に取り組んでほしい。 |
|
|
履修条件・関連する科目
Course Prerequisites and Related Courses | | |
|
成績評価の方法と基準
Course Evaluation Method and Criteria | | 毎回の講義で行う課題100％で評価する。評価基準は次のとおりである。100～95点：Ａ＋，94～80点：Ａ，79～70点：Ｂ，69～65点：Ｃ，64～60点：Ｃ－，59点以下：Ｆ
履修取り下げの場合は申し出ること。申し出がなく試験を欠席した場合、評価は「F」とする。 |
|
|
教科書
Textbook | | 書籍名：電気磁気学 朝倉書店 ISBN：978-4-254-22051-3 C3054 後藤俊夫他著
教科書とは別にTACT（旧NUCT）上に講義ノートをアップする。その他の講義資料もTACT（旧NUCT）経由で提供する。 |
|
|
参考書
Reference Book | | 大学1年生のための電気数学[第２版] 電気回路・電磁気学の基礎数学 高木浩一他著
ISBN978-4-627-73462-3 森北出版株式会社 |
|
|
課外学修等
Study Load (Self-directed Learning Outside Course Hours) | | 予習：オンラインの資料を一通り見ること。および教科書の該当個所を予習して授業に臨むこと。
復習：講義毎に出された課題に取り組むこと。また、教科書の章末問題も行うこと。 |
|
|
注意事項
Notice for Students | | 本講義の履修前にベクトル演算(発散、回転、勾配)、微分、積分をよく復習しておくこと。
事前に必ず講義ノートをダウンロードして講義に臨むこと。
必ず専用の講義ノートを作ること。
対面授業の場合は、関数電卓または関数計算のできるタブレットやPCを持参すること。 |
|
|
本授業に関するWebページ
Reference website for this Course | | |
|
担当教員からのメッセージ
Message from the Instructor | | Courses designed to promote an understanding of the study of natural sciences and to foster independent decision-making capabilities.
この講義では、雷や静電気、地磁気など実際に身の回りで起きる電磁気学的な現象について、電界及び磁界という数学的な手法を用いて説明します。講義の中でも、皆さんの身の回りにある例を用いて、電磁気学的な解釈を紹介します。
理解が進んで、自ら解析できるようになれば、電磁気学は必ず楽しくなりますので、積極的にこの講義に取り組んでください。
|
|
|
実務経験のある教員等による授業科目（大学等における修学の支援に関する法律施行規則に基づくもの）
Courses taught by Instructors with practical experience | | |
|
授業開講形態等
Lecture format, etc. | | A-1）対面授業科目（対面のみ）
対面授業の場合の講義室は、時間割B表（名大ポータル>教養教育院ページ掲載）を確認すること。 |
|
|