電磁気学

  [ GB11404 ]
Electromagnetics
対象:2学年 開設学期:春AB 曜日・時限:木1・2 単位数:2単位
担当教員:安永守利

概要

情報機器の多く(コンピュータ,携帯電話,オーディ オ・ビデオ機器など)は電気や磁気の物理現象を利用 している.本講義では情報機器の物理的な原理を理解 する上で必要な電磁気学の基礎について演習を交えて 解説する.

学習・教育目標

  1. 電気・情報関係の学科において1〜2年生 で講義されている標準的な電磁気学の内容が理解でき る(第1〜10週) .
  2. 電磁気学の基本的な演 習問題が解ける(第1〜10週).

キーワード

電界(電場),電荷,電位,磁界(磁場),キャパシ タンス(コンデンサ),インダクタンス,マクスウェル方程式

Keywords

Electric Field, Electric Charge, Electric Potential,Capacitance,(Condenser),Inductance, Maxwell's equations

時間割

講義内容/理解すべき項目
第1週電荷と電場
電荷,クーロンの 法則,電荷と力,電場と電気力線,点電荷による電 場,電気双極子・線電荷・面電荷による電場,問題演 習
第2週ガウスの法則
クーロンの法則 とガウスの法則,電束と電束密度,ガウスの法則,ガ ウスの法則の応用(円筒対称・平面対称・球対称の場 合),問題演習
第3週電位
電位と等電位面,電場と 電位,点電荷による電位,電気双極子・連続的な電荷 分布による電位,問題演習
第4週電気容量
キャパシターと電気 容量,電気容量の計算,キャパシターの並列接続と直 列接続,誘電体を含むキャパシター,誘電体とガウス の法則,問題演習
第5週電流と抵抗
電流,電流密度, 抵抗と抵抗率,オームの法則,問題演習
第6週磁場
磁場,荷電粒子の運動, 電流に働く磁気力,磁気双極子モーメント,問題演習
第7週電流が作る磁場
電流が作る磁 場,平行な導線間に働く力,アンペールの法則,問題 演習
第8週電磁誘導とインダクタンス
フ ァラデーの電磁誘導の法則,レンツの法則,自己イン ダクタンス,相互インダクタンス,問題演習
第9週マクスウエルの方程式
変位電 流,マクスウエルの方程式,問題演習
第10週電磁波
電磁波,波動方程式, 電磁波の伝搬・反射・屈折,問題演習

教材

「技術者のための電磁気学入門」(安永守利,コロナ社)を教科書として使用する.

参考書籍

「物理学の基礎[3]電磁気学」(野崎光昭訳[ハリデ ィ,レスニック,ウオーカー著],培風館)
「電磁気学」(石井良博著,コロナ社)
「電子 情報通信レクチャーシリーズ:電磁気学」(後藤尚久 著,コロナ社)
「電磁気学入門」(岡崎誠著, 裳華房)
「なっとくする電磁気学」(後藤尚久 著,講談社)
「電磁気学演習」(平沢一紘,根 本承次郎,安永守利著,培風館)等

予備知識・前提条件

高校の物理の知識を習得していることが望ましいが, 習得していない学生にも理解できるように配慮する.

成績評価

講義への出席を前提とし,期末試験の結果に演習の評価点を加え,総合的に評価する.

教員メールアドレス

安永守利:yasunaga [AT] cs.tsukuba.ac.jp
[AT] は (AT)と読み替える

TF・TA

星野裕哉

講義のWebページ

https://manaba.tsukuba.ac.jp/

オフィスアワー

安永守利:金曜4,5時限 総B棟1106(または総B棟1123)