電磁気学IIA

科目名
Course Title
授業コード 単位数 配当年次 開講期間
Term
科目分類 ナンバリング
コード
曜日
コマ
教室 担当教員氏名
Instructor
電磁気学IIA
Electromagnetic Theory IIA
B200530001 2 2 後期授業 専門科目 BEELE2408-J1 火4 A5-124 小山 長規

オフィスアワー

月曜日12:15~12:45、16:15~18:30(B4棟W408室)

授業目標

静磁界における現象の原理・法則を体系的に記述する物理数学的手法を修得する。特に磁束・磁束密度を計算する方法を理解し、定量的な計算手法を修得するとともに、インダクタンスなど磁束と関係する各種の計算方法を習得する。
1.電磁気現象を扱うための基礎として、定常電流によって生じる磁束・磁束密度を計算する様々な方法を修得する。
2.定常電流によって発生する磁界について,ビオサバールの法則およびアンペアの法則を正確に使えるようになる。
3.磁性体中の磁界について,磁気回路による近似計算手法、磁化曲線による概算方法を修得する。
4.電磁誘導の法則を理解し,その初歩的な場合について定量的な計算手法を修得する。
5.インダクタンスおよび磁界のエネルギーの計算方法と磁界による力の計算方法を修得する。

教科書

渡辺征夫,青柳晃 共著;工科の物理3「電磁気学」,培風館

参考書

藤田広一,電磁気学ノート,コロナ社
宇野亨,白井宏,電磁気学,コロナ社
砂川重信,電磁気学,岩波全書
Jackson,Classical Electrodynamics,Wiley

関連科目

電気数学、電気回路A、電気回路B、電磁気学IA、電気電子計測、電磁波工学、電気機器工学、光波電子工学

授業時間外の学習(準備学習等について)

1回に概略教科書2節分をの講義する。毎回予習をしておくこと。最低限、教科書を読んでくること。
教科書の各節の問題の一部をレポート課題とするので、翌週までに各自解くこと。

授業の概要

電磁気学IIは,電磁気学Iとともに,電気情報システム工学を学ぶものにとって、最も重要な基礎科目の一つである。本講義では静磁界、磁性体、電磁誘導,ゆっくりとした時間的変化を伴う電磁界について学習し、様々な電磁気現象を扱うための幅広い応用力の養成を目標とする。まず電流によって生じる磁束密度ならびに磁界中の電流に働く力を求めることができるようにする。次に、磁性体を含む場合の磁界について学習するとともに、磁気回路による磁界の簡易計算ができるようにする。また、電磁誘導の法則について学習し、各種コイルのインダクタンスを求めることができるようにする。

授業計画

第1回 ガイダンス 準備学習等 5.1節を読んでくること
第2回 アンペアの実験とビオーサバールの法則・磁気のガウスの法則 準備学習等 5.1,5.2, 5.3節を予習しておくこと。最低限、読んでおくこと
第3回 アンペア周回積分の法則・磁気双極子 準備学習等 5.1,5.2, 5.3節の章末問題を解き、復習をしておくこと
5.4, 5.5節を予習しておくこと。最低限、読んでおくこと
第4回 ベクトルポテンシャルとローレンツ力 準備学習等 5.4, 5.5節の章末問題を解き、復習をしておくこと
5.6, 5.7節を予習しておくこと。最低限、読んでおくこと
第5回 磁性体と磁化 準備学習等 5.6, 5.7節の章末問題を解き、復習をしておくこと。
6.1, 6.2節を予習しておくこと。最低限、読んでおくこと
第6回 均一な磁性体中および磁性体境界での磁界 準備学習等 6.1, 6.2節の章末問題を解き、復習をしておくこと
6.3, 6.4節を予習しておくこと。最低限、読んでおくこと
第7回 磁性体の自己減磁・磁化曲線 準備学習等 6.3, 6.4節の章末問題を解き、復習をしておくこと
6.5, 6.6節を予習しておくこと。最低限、読んでおくこと
第8回 磁気に関するクーロンの法則と磁気回路 準備学習等 6.6節の章末問題を解き、復習をしておくこと
6.7, 6.8節を予習しておくこと。最低限、読んでおくこと
第9回 電磁誘導 準備学習等 6.7, 6.8節の章末問題を解き、復習をしておくこと
7.1, 7.2節を予習しておくこと。最低限、読んでおくこと
第10回 インダクタンス、磁界のエネルギと磁気力 準備学習等 7.1, 7.2節の章末問題を解き、復習をしておくこと
7.3, 7.4節を予習しておくこと。最低限、読んでおくこと
第11回 さまざまなインダクタンス 準備学習等 7.3, 7.5節の章末問題を解き、復習をしておくこと
7.4節を予習しておくこと。最低限、読んでおくこと
第12回 表皮効果・エネルギの損失 準備学習等 7.4節の章末問題を解き、復習をしておくこと
7.6, 7.7節を予習しておくこと。最低限、読んでおくこと
第13回 変位電流とMaxwellの方程式 準備学習等 7.6,7.7節の章末問題を解き、復習をしておくこと
8.1, 8.2,8.3節を予習しておくこと。最低限、読んでおくこと
第14回 電磁波伝搬とポインティングベクトル 準備学習等 8.1, 8.2,8.3, 節の章末問題を解き、復習をしておくこと
8.4,8.5,8.6節を予習しておくこと。最低限、読んでおくこと
第15回 全体の復習 準備学習等 試験に向けて全般的に復習すること
第16回 定期試験 準備学習等 試験に向けて不得意な部分を勉強すること

成績評価

期末試験の成績(50%),レポートの評価(50%)により判定する。
達成目標にもとづき、合格のための条件は以下のとおりとする。
・電流で生じる磁束・磁束密度の計算ができること。
・簡単な構造の導体を流れる定常電流・簡単な構造の磁気回路によって生じる磁界、及びそれらによって生じる力を正しく計算できること。
・簡単な構造の導体に電磁誘導により生じる誘導起電力を計算できること。
・簡単な構造の導体のインダクタンスおよび磁界のエネルギーを計算できること。