授業計画 | テーマ | 内容 | 学習課題 |
第1回目 | 電磁気学の基礎 | 電荷と電荷の保存則 | 目に見えない電気およびその現象の表現の仕方、電磁気の内容の大前提となる保存則を学習する。 |
第2回目 | クーロンの法則 | クーロンの法則とそのベクトル表現 | 静電気の始まりのところなので、現象の理解、静電気力の式での表現、公式の理解などしっかりと身につける。基礎的なベクトルを予習する。 |
第3回目 | 電場 | 電場(電界）の考え方と電気力線 | 電気的な“場”の考え方、表現方法など、理解しにくいところなのでじっくりと取り組む。 |
第4回目 | 電場のベクトル的表現 | 3次元座標で表される電場のベクトルを使っての計算 | 座標系、ベクトル、微分、積分などは授業中に適宜演習をしながら学習する。 |
第5回目 | ガウスの法則 | ガウスの法則の考え方と数式による表現 | ガウスの法則の証明ができるようにする。 |
第6回目 | 電場の計算 | ガウスの法則を用いた電場の計算 | 代表的な例題で学習する。 |
第7回目 | 中間試験 | | ここまでの範囲の習得度を確認する。 |
第8回目 | 電位 | 電位の定義と考え方 | 電場中で電荷を運ぶ仕事と位置エネルギーを使っての電位の理解、電位の基準点の考え方などを学習する。 |
第9回目 | 電位の計算 | 電位の計算と単位のまとめ | 理解しにくい電位を代表的な例題で学習する。クーロン力、電場、電位の単位をまとめる。 |
第10回目 | 導体と静電場 | 導体内部および表面の電場 | 導体と電場、静電誘導、静電遮蔽などをまとめる。 |
第11回目 | コンデンサー | コンデンサーの考え方､容量の定義とその値の求め方 | 今まで学習した電場、電位をもちいて電気を蓄えるコンデンサーを調べる。 |
第12回目 | 電場のエネルギー | コンデンサーの接続とコンデンサーに蓄えられるエネルギー | 回路的な内容も含めたコンデンサーの取り扱いを調べる。 |
第13回目 | 誘電体 | 分極現象の説明、誘電体とコンデンサー | 誘電体（絶縁体）の内部の電気的現象調べる。 |
第14回目 | 電流と抵抗 | 電気伝導の考え方とオームの法則 | 電流から電流密度を定義し、抵抗率、電気伝導率、ジュール熱、電力などを学習する。 |
第15回目 | 直流回路 | 電気回路とその計算 | 電池の起電力、キルヒホッフの法則を使った回路網の計算法を調べる。 |