電磁気学A / Electromagnetics A

単位数: 2. 担当教員: 志田原 美保, 遊佐 訓孝. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TMA-MEE210J.

主要授業科目/Essential Subjects

○

授業の目的・概要及び達成方法等

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

１．目的　
電磁気学はセンサ、アクチュエータ，エネルギー変換利用など機械知能・航空工学の研究分野に深い関わり合いをもっている。本講義は電磁気学の基礎的学習を通じ、各分野へ応用することのできる基礎を身につけることを目標とする。
２．概要　
静的な電場・磁場と電磁誘導現象を主体とする。さらに電磁場を支配するマクスウェルの方程式について学ぶ。
３．達成目標等　
電磁気学の基本的理解と工学への応用のための基礎を身につける。同時にベクトル解析の応用や物理的考察で重要な場の考え方について会得する。

授業の目的・概要及び達成方法等(Ｅ）

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

Electromagnetics is the base for the development of transducers and also energy conversion machines. It is closely related with research areas of mechanical engineering. The purpose of this lecture is to learn basic knowledge and the way of thinking of electromagnetic field. Fundamentals of Maxwell equations, electro-statics, magneto-statics, and electromagnetic induction are taught in this lecture.

他の授業科目との関連及び履修上の注意

この授業は「数学I」で学ぶベクトル解析を利用したベクトル場の微分、積分について十分な理解をしていることを前提としている。

他の授業科目との関連及び履修上の注意(Ｅ）

This lecture requests students to have sufficient understanding on vector calculus.

授業計画

１．概論
２．近接作用
３．静電場とガウスの法則
４．静電ポテンシャル
５．コンデンサ
６．定常電流
７．アンペールの法則
８．電流と磁場
９．ビオ-サバールの法則
10．ローレンツ力
11．電荷保存則と変位電流
12．ファラデーの電磁誘導の法則
13．マクスウェルの方程式
14．演習
15．まとめと試験

授業計画(Ｅ）

1. Introduction
2. Action through medium
3. Electrostatics and Gauss's law
4. Electric scalar potential
5. Capacitor
6. Electric current
7. Ampere's law
8. Electric currents and magnetic fields
9. Biot-Savart law
10. Lorentz force
11. Law of conservation of electric charge and displacement current
12. Faraday's law of induction
13. Maxwell's equation
14. Exercise
15. Summary

授業時間外学習

予習復習は必須。演習問題を宿題とする。教科書の例題、演習問題は必ず自分で解いてみること。

授業時間外学習（Ｅ）

Preparation and review of each lecture are necessary. Students are requested to solve problems given in the textbook by themselves.

成績評価方法及び基準

合否を含む成績は定期試験を主体とし、宿題、講義中の小レポート等も考慮する。

成績評価方法及び基準(Ｅ）

This lecture evaluates students mostly based on the results of the final examinations, whereas homeworks and reactionpapers are also taken into consideration.

教科書および参考書

• 電磁気学の考え方, 砂川重信, 岩波書店 ISBN/ISSN: 4000078925 資料種別:教科書
• 電気磁気学, 後藤俊夫　他, 昭晃堂 ISBN/ISSN: 4785611871 資料種別:参考書
• ファインマン物理学III電磁気学, ファインマン、レイトン、サンズ, 岩波書店 ISBN/ISSN: 4000077139 資料種別:参考書
• 新しい電磁気学, 太田昭男, 培風館 ISBN/ISSN: 4563034916 資料種別:参考書
• 電磁気学を考える, 今井功, サイエンス社 ISBN/ISSN: 4781905722 資料種別:参考書
• 基礎物理コース電磁気学, 三谷健次　他, 学術図書 資料種別:参考書
• 電磁気学ノート, 藤田広一, コロナ社 ISBN/ISSN: 9784339004427 資料種別:参考書
• 電磁気学, 砂川重信, 岩波書店 ISBN/ISSN: 9784000077446 資料種別:参考書
• グリフィス電磁気学I, DJ Griffiths, 丸善出版 (2019) ISBN/ISSN: 9784621304228 資料種別:教科書
• グリフィス電磁気学II, DJ Griffiths, 丸善出版 (2020) ISBN/ISSN: 9784621304235 資料種別:教科書

オフィスアワー

随時。ただし事前にメールもしくは電話にて連絡のこと。

オフィスアワー（Ｅ）

Anytime, but taking appointment is necessary.

その他

講義に関する各種連絡は当該Classroomを通じて行うので、受講者は忘れずに登録のこと。