山口大学教務システム - 1062410130-電磁気学I

開講年度	開講学部等
2025	工学部
開講学期	曜日時限	授業形態	AL（アクティブ・ラーニング）ポイント
後期	水3～4	講義
時間割番号	科目名[英文名]			使用言語	単位数
1062410130	電磁気学I[Electromagnetism I]			日本語	2
担当教員（責任）[ローマ字表記]					メディア授業
大原渡[OOHARA Wataru]					ー
担当教員[ローマ字表記]
大原渡　[OOHARA Wataru]
特定科目区分		対象学生		対象年次	1
ディプロマ・ポリシーに関わる項目			カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)

授業の目的と概要

電磁気学は物理学の一分野であり，物理化学，材料系及び電気電子系の工学など幅広い学術分野における基礎科目であり，電気電子工学科においては電気回路と共に主要な学問である．電磁気現象は，電場と磁場が満たすべき４個の偏微分方程式で説明され，この微分方程式はマクスウェル方程式と呼ばれる．電磁気学Ⅰにおいては，主に真空中の静電場について取り扱う．ベクトル解析の復習，マクスウェル方程式の１つであるガウスの法則より電荷，電場，電位の導出について学ぶ．また，随時問題演習を行って，ガウスの法則が使えるようになる．

授業の到達目標


ガウスの法則（積分形）から，静電場を導出できるようになる．電荷があれば，電界が形成される．電界があれば，電位差が生じる．物理量が空間分布する概念を理解する．電気電子工学の基盤科目であり，深く理解し応用できるようになる．

授業計画

【全体】

1)スカラー，ベクトルの計算ができる
2)電荷と電場・電位の分布がイメージできる
3)マクスウェル方程式の一つであるガウスの法則より電荷によって作られる電場が計算できる
4)電位の概念を理解して，電場から電位を，逆に電位から電場が計算できる
5)コンデンサの静電容量が計算できる
6)静電エネルギーの概念，クーロン力による仕事の概念が理解できる
7)鏡像法の計算ができる
8)異なる物質境界の電場，電束密度を示せる

	項目	内容	授業時間外学習	備考

第1回	はじめに	授業の進め方を説明，物理学の体系における電磁気学の位置付け	予習･復習 (学修時間の目安:４時間以上)

第2回

ベクトル演算(1)
演習No.1の解説

スカラーとベクトル，内積，外積，微分演算子を用いた計算

演習No.1の復習
予習･復習 (学修時間の目安:４時間以上)

第3回

ベクトル演算(2)
演習No.2の解説

微分演算子を用いた計算,線積分，面積分

演習No.2の復習
予習･復習 (学修時間の目安:４時間以上)

第4回

電場の導出(1)
演習No.3の解説

マクスウェル方程式の意味と電磁気学Ⅰ,Ⅱ,Ⅲで学ぶ範囲の説明

演習No.3の復習
予習･復習 (学修時間の目安:４時間以上)

第5回

電場，電位の導出(2)
演習No.4の解説

ガウスの法則（積分形，微分形），ガウスの発散定理

演習No.4の復習
予習･復習 (学修時間の目安:４時間以上)

第6回

電場，電位の導出(2)
演習No.5の解説

導体の電荷分布と電界

演習No.5の復習
予習･復習 (学修時間の目安:４時間以上)

第7回

中間演習

演習No.1-5までの範囲

復習 (学修時間の目安:４時間以上)

第8回

電位と電荷の分布
演習No.6の解説

静電エネルギー

演習No.6の復習
予習･復習 (学修時間の目安:４時間以上)

第9回

コンデンサ，電界のエネルギー
演習No.7の解説

静電容量

演習No.7の復習
予習･復習 (学修時間の目安:４時間以上)

第10回

クーロン力と力学的力の釣り合い
演習No.8の解説

クーロン力と力学的な力の釣り合い，静電エネルギーと力学的エネルギー

演習No.8の復習
予習･復習 (学修時間の目安:４時間以上)

第11回

電気エネルギーの流れ
演習No.9の解説

直流における電気エネルギーの流れ

演習No.9の復習
予習･復習 (学修時間の目安:４時間以上)

第12回

電気影像法
演習No.10の解説

鏡像電荷の概念，鏡像電荷と電界の導出

演習No.10の復習
予習･復習 (学修時間の目安:４時間以上)

第13回

誘電体中の電束密度
演習No.11の解説

誘電体

演習No.11
予習･復習 (学修時間の目安:４時間以上)

第14回

様々は電極構造と電場
演習問題等の質疑応答

電極の対称性について

予習･復習 (学修時間の目安:４時間以上)

第15回

期末試験

記述式問題（持込不可）
演習No.1-11の範囲

特になし

第16回

総括

試験問題の解説

復習 (学修時間の目安:４時間以上)

※AL（アクティブ・ラーニング）欄に関する注
・授業全体で、AL（アクティブ・ラーニング）が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A：グループワーク】、【B：ディスカッション・ディベート】、【C：フィールドワーク（実験・実習、演習を含む）】、【D：プレゼンテーション】

A: --%　B: --%　C: --%　D: --%

成績評価法

中間演習，学期末の筆記テストで評価します．
中間演習35%，学期末の筆記テスト65%

教科書にかかわる情報

教科書	書名	基礎電磁気学　改訂版				ISBN	4886862292
教科書	著者名	山口昌一郎	出版社	電気学会				出版年	2002

備考

演習問題は修学支援システムからダウンロードしてください．

参考書にかかわる情報

参考書	書名	新しい電磁気学				ISBN	4563034916
参考書	著者名	太田昭男	出版社	培風館				出版年	1994

参考書	書名	電気磁気学演習ノート				ISBN	4339004448
参考書	著者名	藤田広一他	出版社	コロナ社				出版年	1974

備考

メッセージ

電磁気学は空間分布を考えるため，難しく感じる人が多いと思います．
解説する演習問題を解けるように復習すれば，計算方法や概念について理解が進むと思います．
電磁気学と電気回路は３年生，４年生で実施される電気電子工学科総合試験，大学院入学試験の主要科目に指定されています．

キーワード

電荷，静電場，電位，静電容量，コンデンサ，電気影像，誘電体，電束密度

持続可能な開発目標（SDGs）

(エネルギー)すべての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する。

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