電磁気学

科目ナンバリング
1110321632

担当者
家名田敏昭

 
常勤
教員研究室
1404
DP
2,3
配当年次
1年次・前期
授業形式
講義
授業時間
30時間
単位
必修 2単位


アクティブ・ラーニング

□協定等に基づく外部機関と連携した課題解決型授業 □ディスカッション・ディベート
 □グループワーク □プレゼンテーション □実習・フィールドワーク ☑該当なし

【授業内容】

本講義では、最初に電磁気学を学習する上で必要となる微分・積分、ベクトル解析等の数学について概説する。ついで真空中ならびに物質中の静電界と静磁界について講述するが、静電界については電荷や電界の概念、電位、静電容量、静電誘導と誘電体等について述べ、静磁界については電流と磁界、電磁誘導とインダクタンス、磁性体や磁気回路等について述べる。最後に変位電流と電磁波、さらに電磁気学の基幹となるマクスウェルの方程式について講義する。


【学習の到達目標】

電磁気現象の数学的取り扱いを理解し習得する。
真空中ならびに物質中の静電界および静磁界に関する各種法則や理論について物理学的ならびに数学的に理解する。
電磁波の性質とマクスウェルの方程式について理解を深める。


【成績評価方法】

試験(定期試験、小テスト、他)による評価【試験:100 %】を原則とする。なお、評価には受講状況も含む。

【課題等のフィードバック方法】

講義終了時に質問等を受け付け対応を行う。


【履修上の注意・予習・復習について】

講義内容の確認と発展的課題にも対応できるように数多くの演習問題を解くことを強く推奨する。
他の受講者の妨げになるような行為は慎むこと。


【受講して得られる効果・メリット、その他】

臨床工学技士が扱う各種医療機器の動作原理を理解する上で重要な電磁気学的知識を身につけることができる。

授業計画

担当教員学習内容学習課題・必要な学習時間/予習・学習時間時間(分)
1家名田敏昭電磁気学で用いられる数学:微分・積分とベクトル解析電磁気学で必要とされる数学(微分・積分、ベクトル解析等)について予習し、数学的取扱を復習する240
2家名田敏昭電荷:クーロンの法則、ガウスの法則真空中の静電界について予習し、演習問題を解き学習内容を復習する240
3家名田敏昭電界:電位、電気双極子真空中の静電界について予習し、演習問題を解き学習内容を復習する240
4家名田敏昭静電誘導:導体、帯電、電界真空中の静電界について予習し、演習問題を解き学習内容を復習する240
5家名田敏昭静電容量:コンデンサ(キャパシタ)とコンデンサの接続真空中の静電界について予習し、演習問題を解き学習内容を復習する240
6家名田敏昭誘電体:分極と誘電率、電界と電束密度物質中の静電界について予習し、演習問題を解き学習内容を復習する240
7家名田敏昭静電エネルギー:電気的エネルギーと静電気力物質中の静電界について予習し、演習問題を解き学習内容を復習する240
8家名田敏昭電流と磁界:アンペアの法則、ビオ-サバールの法則真空中の静磁界について予習し、演習問題を解き学習内容を復習する240
9家名田敏昭磁界中の電流:磁界と磁束密度、電流に働く力(ローレンツ力とフレミングの左手の法則)真空中の静磁界について予習し、演習問題を解き学習内容を復習する240
10家名田敏昭電磁誘導:ファラデーの法則、フレミングの右手の法則真空中の静磁界について予習し、演習問題を解き学習内容を復習する240
11家名田敏昭インダクタンス:自己誘導と相互誘導真空中の静磁界について予習し、演習問題を解き学習内容を復習する240
12家名田敏昭磁性体:磁化と透磁率、ヒステリシス特性、磁気におけるクーロンの法則とガウスの法則物質中の静磁界について予習し、演習問題を解き学習内容を復習する240
13家名田敏昭磁気回路:磁気抵抗、磁気エネルギーと力物質中の静磁界について予習し、演習問題を解き学習内容を復習する240
14家名田敏昭変位電流:変位電流とマクスウェルの方程式電磁波の性質とマクスウェルの方程式について予習し、演習問題を解き学習内容を復習する240
15家名田敏昭電磁波:電磁波の伝搬とエネルギー(ポインティングベクトル)電磁波の性質とマクスウェルの方程式について予習し、演習問題を解き学習内容を復習する240
教科書
新井宏之:「基本を学ぶ電磁気学」(オーム社)
福長一義・中島章夫・堀純也:「医用電気工学2 第2版 (臨床工学講座)」(医歯薬出版)
参考書
高橋正雄:「基礎と演習 理工系の電磁気学」(共立出版)
沼井貴陽:「大学生のための電磁気学演習」(共立出版)
斉藤制海:「インターユニバーシティ 電気数学」(オーム社)
備考
なし