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한빛아카데미

IT CookBook, 기초 전자기학 : Q&A로 쉽게 배우는 기본 원리

한빛아카데미

집필서

절판

  • 저자 : 곽동주 , 김영학 , 신광호
  • 출간 : 2013-03-28
  • 페이지 : 372 쪽
  • ISBN : 9788998756192
  • 물류코드 :4019
본 도서는 대학 강의용 교재로 개발되었으므로 연습문제 해답은 제공하지 않습니다.
초급 초중급 중급 중고급 고급
4.6점 (7명)
좋아요 : 34

전자기 현상의 원리를 이해하면 수식이 쉬워진다

전자기학은 전기ㆍ자기적 현상을 설명하는 여러 가지 법칙과 이론을 이해하고 활용하는 학문으로, 전기ㆍ전자ㆍ정보통신ㆍ메카트로닉스 공학 등의 분야에서 매우 중요한 기초이다. 이 과목은 전기와 자기가 서로 대칭적이고, 물리량의 원인이 되는 전하의 분포도 복잡하기 때문에 학생들에게 반복적인 사고와 많은 학습량을 요구한다.

이 책에서는 'Q&A(학습 주제와 목표) → 현상(원인) 관찰 → 결과를 구하는 과정 → 결과의 의미' 순서로 학습한다. 원리와 개념을 먼저 이해하면 수식 역시 쉽게 익힐 수 있다. 또한 단순히 분량을 늘이기보다는 학생들이 꼭 풀어보아야 하는 예제와 연습문제를 담는 데 더 중점을 두었으므로, 이 책의 문제를 다 풀겠다는 의지를 가지고 전자기학 분야에 대해 차근차근 알아가도록 하자.

이 책은 전자기 현상을 이해하기 위한 여러 법칙과 이론을 비교적 간결하게 설명하면서 연습문제 풀이를 통하여 이론 습득의 효율성을 추구하였다.

1장 : 벡터의 간단한 연산과 좌표계
전자기적 물리량의 공간적 이해와 정확한 표현을 위한 벡터의 연산 및 좌표계를 공부한다.

2~3장 : 쿨롱의 법칙과 가우스의 법칙을 이용한 정전계 해석
각종 전하분포에 의한 전계, 전속밀도, 전위, 정전에너지, 정전용량 등을 쿨롱의 법칙과 가우스의 법칙을 통해 공부하며, 이들 물리량의 정확한 공학적 의미를 배운다. 또한 자유공간과 물질에서의 전기적 현상에 대한 차이점을 이해한다.

4~5장 : 정자계의 여러 현상과 인덕턴스
비오 사바르의 법칙과 앙페르의 주회법칙을 이용하여 전류원에 의한 자기 현상을 설명하고, 특히 많이 사용되고 있는 동축케이블, 솔레노이드, 토로이드 등의 도체계에서 정자계의 여러 현상을 다룬다. 또한 자기력을 비롯하여 자화 현상, 자성체, 자기회로를 배우며, 특히 자계에 축적되는 정자기에너지를 정의하여, 이를 바탕으로 각종 도체계에 대한 인덕턴스를 다룬다

6~8장 : 시변전자계와 균일 평면파 및 전송선로
패러데이 법칙과 앙페르 법칙으로 설명되는 시가변 전자계에서의 맥스웰 방정식과 전자파에너지의 전파 현상을 이해하기 위한 포인팅의 정리 및 파동방정식 등을 페이저를 이용하여 고찰한다. 또한 균일평면파의 파동방정식을 유도하고, 각종 매질에서 균일평면파의 전파 특성과 경계면에서 반사 특성을 배운다. 응용 예로는 전송선로 방정식의 유도 및 선로에서의 전압과 전류 및 입력임피던스를 구하는 방법에 대하여 공부한다.

저자

곽동주

1989년에 일본 큐슈대학에서 전기공학 박사학위를 받은 후, 1990년부터 경성대학교 전기공학과에서 전자기학, 물리전자, 방전플라즈마공학 등을 강의해 왔다. 주로 플라즈마의 물성과 응용에 관련된 연구를 하고 있으며, 특히 전자 디바이스에 적용되는 반도체 투명전도막에 대한 연구를 하고 있다. 저서로는 <기초 전자기학>(한빛아카데미, 2011)이 있다

저자

김영학

kimyh@pknu.ac.kr
1986년 부산수산대학교(Busan Fishery University)에서 전자통신공학 학사학위를 받고 일본 동북대학(Tohoku University)에서 1991년과 1994년에 각각 전자공학 석사 및 박사학위를 받았다. 그는 1985년부터 부경대학교 전기공학과에서 전자기학을 강의해왔다. 주요 연구 분야는 자성체의 동적자화 메커니즘이며 주로 연자성체의 히스테리시스 발생 근원에 대하여 연구하고 있다.

저자

신광호

khshin@ks.ac.kr

1999년 일본 동북대학교(Tohoku University)에서 마이크로센서와 관련한 연구로 공학 박사학위를 받았다. 그 후, 일본 후생성과 삼성종합기술원을 거쳐서 2000년 9월부터 현재까지 경성대학교 정보통신공학과에서 근무하고 있다. 마이크로센서, 고주파디바이스 등 기능성 디바이스의 개발과 응용을 중점적으로 연구하고 있다.

저자 소개 · 02 

저자 머리말 · 04 

강의 계획 및 강의 보조 자료 · 06 

 

제 1 장 벡터 해석

1.1| 개요 · 014

1.2| 벡터의 덧셈 · 017

1.3| 직각좌표계 · 024

1.4| 단위벡터 · 024

1.5| 벡터계 · 026

1.6| 벡터의 곱셈 · 028

1.6.1 내적 · 028 

1.6.2 외적 · 031

1.7| 좌표계 · 034

1.7.1 원통좌표계 · 034

1.7.2 구좌표계 · 039

핵심요약 · 043

연습문제 · 048 

 

제 2 장 정전계

2.1| 개요 · 049

2.2| 전계의 세기 · 052

2.2.1 쿨롱의 법칙 · 052

2.2.2 전계의 세기 · 056

2.3| 연속적인 전하분포에 의한 전계 · 059

2.3.1 선전하분포에 의한 전계 · 060

2.3.2 면전하분포에 의한 전계 · 065

2.3.3 체적전하분포에 의한 전계 · 068

2.4| 전기력선 · 070

2.5| 전속과 전속밀도 · 072

2.5.1 패러데이의 실험 · 072

2.5.2 가우스의 법칙 · 076

2.5.3 가우스 법칙의 응용 · 078

2.6| 벡터의 발산 · 085

2.6.1 전속밀도의 발산 · 085

2.6.2 발산의 정리 및 맥스웰 방정식 · 090

2.7| 전위 · 095

2.7.1 전하를 움직이는 데 소요되는 에너지 · 095

2.7.2 전위 및 전위차 · 097

2.7.3 선적분과 전계의 보존적 성질 · 100

2.7.4 각종 전하계에 의한 전위 · 103

2.7.5 전위계수 및 중첩의 원리 · 107

2.8| 전위경도 · 111

2.9| 정전에너지 · 117 

핵심요약 · 122

연습문제 · 124 

 

제 3 장 도체, 반도체, 유전체 및 정전용량 

3.1| 개요 · 129

3.2| 정상전류 · 131

3.2.1 전류와 전류밀도 · 131

3.2.2 전류의 연속방정식 · 135

3.3| 도체와 옴의 법칙 · 138

3.4| 반도체 · 145

3.5| 유전체 · 147

3.5.1 분극 · 147

3.5.2 전기쌍극자 · 151

3.6| 경계조건 · 154

3.6.1 도체와 자유공간의 경계조건 · 154

3.6.2 도체와 유전체의 경계조건 · 157

3.6.3 유전체와 유전체의 경계조건 · 157

3.7| 정전용량 · 162

3.8| 푸아송 및 라플라스 방정식 · 169

3.8.1 라플라스 방정식의 해법 예 · 171

3.8.2 푸아송 방정식의 해법 예 · 180

3.9| 영상법 · 183

핵심요약 · 186

연습문제 · 188

 

제 4 장 정자계

4.1| 개요 · 193

4.2| 벡터의 회전과 스토크스의 정리 · 194

4.2.1 벡터의 회전 · 194

4.2.2 스토크스의 정리 · 197

4.3| 비오 사바르의 법칙에 의한 자계의 정의 · 200

4.4| 앙페르 주회법칙과 응용 · 209

4.5| 자속밀도와 정전자계에서의 맥스웰 방정식 · 220

4.6| 스칼라 자위와 벡터 자위 · 223

핵심요약 · 227

연습문제 · 228

 

제 5 장 자기력, 자성재료, 인덕턴스

5.1| 개요 · 231

5.2| 자기력의 정의 · 233 

5.2.1 하전입자에 작용하는 힘 · 233 

5.2.2 전류가 흐르는 도체에 작용하는 힘 · 237

5.3| 자기쌍극자와 자기쌍극자모멘트 · 243

5.4| 물질의 자화와 자성재료 · 249

5.5| 경계조건 · 259

5.6| 인덕턴스와 자기에너지, 자기회로와 전자석 · 263

5.6.1 인덕턴스와 자기에너지 · 263

5.6.2 자기회로와 전자석 · 268

핵심요약 · 278

연습문제 · 279

 

제 6 장 시변 전자계에서의 맥스웰 방정식 

6.1| 개요 · 283

6.2| 패러데이 법칙 · 285

6.3| 전하보존의 법칙, 변위전류, 그리고 시변계에서의 앙페르 법칙 · 291

6.4| 시변계에서의 맥스웰 방정식 · 296 

6.5| 전력의 이동과 포인팅벡터 · 300

6.6| 정현 정상상태와 페이저 · 304

핵심요약 · 308

연습문제 · 309

 

제 7 장 균일평면파 

7.1| 개요 · 313

7.2| 파동방정식 · 314 

7.3| 균일평면파의 전파 · 319

7.4| 손실 탄젠트와 표피효과 · 325

7.5| 전자파의 반사와 투과 · 330

핵심요약 · 334

연습문제 · 335

 

제 8 장 전송선로 

8.1| 개요 · 339

8.2| 무손실 전송선로의 등가회로 · 340 

8.3| 무손실 전송선로의 주파수 영역 해석 · 348

8.4| 무손실 전송선로에서의 반사 · 351

8.5| 무손실 전송선로 상에서의 전압과 전류 · 355 

8.6| 전송선로의 단락과 개방 · 359 

8.7| 정재파비와 정합 · 363 

핵심요약 · 366

연습문제 · 367

 

찾아보기 · 368

  • 연습문제 풀이가 시급합니다.. 자료가지고 계신다면 subin4396@gmail.com 으로 보내주시면 감사하겠습니다

  • 연습문제에 대하여 풀이를 하고자 하는데 해설지를 통한 정확한  풀이를 알고싶습니다

    가능하다면 choiws801@gmail.com 으로 보내주시면 감사하겠습니다

  • 제가 배울 때만 해도 아주 어려운 과목 중의 하나가 전자기학이었습니다.

    지금 생각해 보면 교재가 좀 어려웠던 것으로 기억합니다.

    그런데 이 책은 아주 정리도 잘되어 있고 시간 투자만 한다면 차근차근 익혀나가는 데 지장이 없다고 생각됩니다.

    아무래도 수식이 많이 나오기 때문에 과목 자체가 수학인 것은 맞다.

    하지만 이정도로 잘 씌어진 책이라면 전자기학도 혼자서 도전해 볼만하다.

    대학교 교재로 사용되어도 손색이 없는 책일 것이다.

  • 어느 책이나 마찬가지이지만 한빛미디어의 책은 깔끔하고 내부 내용 정리가 잘 되어있어

    보기가 편하다. 이번 책은 표지부터 파란색의 이미지가 있었는데 내부에도 파란색으로 컬러를 장식하고 있었다.

    전자기학 분야는 수식이 많고 공간적인 사고가 많이 필요한 분야이기 때문에

    과목의 이해도가 다른 과목에 비해 더 많이 필요하다고 생각한다.

    이 책의 장점은 각 단원에서 배울 내용을 처음에 Q&A 식으로 먼저 집어줌으로서 내용 이해도를

    도와준다고 생각한다. 질문에서 묻는 내용의 거의 단원의 포인트 부분이기 때문에 이 부분으로 인해

    책을 읽을 때 좀더 신경써서 읽게 되어 좋았다.

    책의 처음에 나오는 내용은 백터와 좌표계 단원인데, 뒷 부분으로 가면 전자기장의 크기를 계산하게 된다.

    여기서 원통 좌표계 혹은 구 좌표계로 바꾸어 계산하는데, 좌표계 변환 및 적분 내용이 필수적으로 필요하다.

    이 책에서는 좌표계 및 백터 부분 설명이 깔끔하고 이해하기 쉬워 처음 공부하는 사람들에게 유용할 것이다.

    다만 아쉬웠던 부분은 단위에 대한 부분이었다. 모든 예제 혹은 수식에 단위가 달려있지 않았고

    대괄호[]를 이용하여 단위를 붙인 부분, 혹은 대괄호 없이 단위만 써져있는 부분, 단위가 없는 부분이

    따로따로 있었는데 이를 통일하여 책을 정리하면 한결 읽기 쉬운 도서가 될 것 같다.

  • 전자기학은 IT계열 공부를 하면서 학생들이 가장 어려워하는 개념 및 내용이다. 전기·자기적 현상을 수식으로 알아보는 학문으로 공부를 하기 전에 과목명부터 좌절을 하는 학생들이 많다.

    이 책은 책 표지부터 학생들이 다가가기 쉽도록 푸른 계통의 얇은 책이다. 이 책은 개념의 이해를 돕기 위해 간단한 예제와 자세한 설명들로 예시 되어 있어 전기·전자공부를 시작하기 위한 입문자들에게 쉽게 다가갈 수 있도록 한다.

    불필요한 설명 없이 필요 공식들을 유도하는 개념과 과정을 상세히 표기 하여 이미 공부를 한 학생들이나 전문가들도 책장 한편에 장식하고 필요할 때 마다 꺼내어 볼 수 있도록 소장가치가 충분히 크다.

    전기 계열을 처음 공부하는 독자로써 이 책은 기본 개념을 어렵지 않게 충분히 머리 속에 각인시키면서 큰 도움이 된 책입니다.

    전기 계통 입문자들과 전문가들 전부에게 강력 추천하는 책입니다.

  • 전기전자공학에서 가장 기초적이라 할 수 있는 전자기학에 대한 책으로, "Q&A로 쉽게 배우는 기본원리"라는 부제를 가지고 기본서를 표방하고 있다.

    책은 약 350페이지 분량으로, 일반 소설책정도의 두께와 크기를 가지고 있다.

    보통 전공책들이 600~1000페이지의 두께때문에 휴대가 불편한데, 작고 가볍기 때문에 들고다니며 자주 들여다 볼 수 있어서, 기본서에 걸맞는 크기라 할 수 있겠다.



    특징

    이 책의 특징점은 책의 부제로 내세우고 있는 Q&A에 대한 부분인데,각 섹션 앞부분에 위치한다.

    마치 고등학교때의 반1등이나 대학교의 과탑이 선생님(교수님)께 질문하는 모습을 보는 느낌.

    혼자 공부하면서 막힐 수 있는 부분이나, 생각해봄직한 질문인데 보통 책에선 정확한 설명이 잘 나와있지 않은 내용, 한마디로 "좋은 질문"들을 담아놓고 있다.




    장점

    - Q&A 부분을 통해 스스로 해결할 수 없는 궁금증을 해결해주고, 생각해 볼만한 점들을 제시해준다.

    - 주요 공식들을 유도해 나가는 과정을 개념과 연결하여 상세히 설명하여 이해하기 쉽다.

    - 서로 비슷하지만 다른 성질을 가진 정전계와 정자계의 성질을 비교하는 표나 설명을 지속적으로 제시하여 반복학습을 통해 비교하며 습득하기 쉽다.



    단점

    - 기본서이지만 벡터에 관한 기초내용이 짧게 다루어져 있어서 전자기학에서 자주쓰이는 몇몇 내용들이 빠져있다.

    수학적인 부분이지만 수학적인 부분을 따로 접하지 않고 이 책으로 전자기학에 입문하는 사람들에게는 기본서로서는 약간 부족한 느낌이 든다.

    - 표지에 언급되어 있는 부분인데, 한빛미디어 IT COOKBOOK 모두 그렇긴 하지만 해답이 제공되지 않아 연습문제를 풀고 나서 스스로 확인해볼 수 없어서 아쉽다. 대학에서 교재로 쓰는 경우에는 조교가 해답을 제공해주겠지만, 그게 아닌 경우에는 본인 풀이의 오답여부를 확인해볼 수 없기때문에 오개념을 바로잡을 수 없어서 답답한 면이 있다.





    수학적인 면을 따로 공부한다면 전자기학을 공부하는 사람들에게 유용한 기본서가 될 듯하다.

  • 이 책은 전자기 현상을 이해하기 위한 기본개념들과 여러가지 법칙 및 방정식을 설명한다. 전기 및 전자공학도들에게 필요한 기초 개념들에 대해서 파악하기 쉽다.
    장 별로 핵심요약이 따로 구성되어 있어 리뷰하기 편하게 되어 있다.

    여러 전자기학 교재가 많은데, 이 책이 가장 쉽게 이해 할 수 있었던것 같다. 거의 전분야에 걸쳐서 설명을 재미있고 자세하게 해준다.
    일반적인 교재들은 수식 설명이 부족한 경우가 많아, 강의를 듣고도 이해하기 어려운 경우가 많은데, 이 책은 수식을 가능한 자세히 설명하려고 한 노력이 느껴진다.

    그리고 각 절을 시작하기 전에 Q/A라는 칸에서 원초적인 질문을 하는데, 여기에 가장 중요한 내용들이 들어있으며 이 책의 가장 큰 장점이라 생각된다. 정말 해봄직한 질문들이 툭툭 튀어나오는데 이를 명쾌하게 서술해 주고 있다. 그리고 종종 등장하는 커피 브레이크도 쏠쏠한 재미를 준다.

    전자기학의 과목이 가장 기초적인 과목이면서 어려운 과목으로 대개 2학년 수준에서 수강을 하게 될텐데, 다루는 범위가 광범위하고, 현상들이 관측되지도 않아 흥미를 갖기 어렵다. 이 책이 어려운 책에 비해 훨씬 친근하고 좋은 책임에는 틀림없는데, 전자기학을 어디에 써먹고 적용되는지 실제 부품이나 현상 등을 사진으로 표현해주면 더 좋을 것 같다.

    그래도 책이 쉽게 서술했어도 역시 어려운건 어려운거다,

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