책소개

전기, 전자 및 통신 공학을 전공하는 학생들이 전공분야를 공부하는데 처음으로 접하는 기초과목으로 회로 이론과 전자기학 과목을 들 수 있다.
수년간의 강의를 통해서 대다수의 학생들이 전공과목을 이수하는 과정에서 특히 기본과목인 전자기학에 대하여 어려움을 느낌으로써, 이어지는 응용과목을 공부하는 데에 큰 지장을 초래함을 느껴왔다.

이러한 점에 유의하여 본서는 전기 및 자기현상을 이해하는 데에 필요한 이론 및 수식을 알기 쉽게 설명함으로써 전자기 현상에 대한 개념을 이해하는데 주안점을 두었다. 이를 위하여 어려운 수식 유도나 복잡한 예는 가급적 피하고, 도해를 많이 실어서 전자기 흐름을 파악함으로써 필드(Field) 이론의 기초를 얻도록 배려하였다.

본서의 구성은 다음과 같이 크게 4부분으로 나눌 수 있다.



첫째로, 전자기 현상을 다루는 데에 필수적인 벡터 이론과 공간 벡터를 표현하기 위한 도구로서 좌표계에 대한 설명을 1장에서 다루었고,

둘째로, 정지된 전하에 의하여 발생되는 정전계 상에서 일어나는 여러 현상들과 이를 설명하는 법칙 등을 2~5장에서 다루었다.

셋째로, 정상전류를 의하여 발생되는 정자계에서의 제 현상들과 자성체의 성질을 6~8장에서 다루었으며,

넷째로, 시간에 따라 변하는 전계와 자계에 의한 유도현상과 이로 인하여 발생하 는 전자파의 여러 특징들을9~10장에서 다루었다.



이 밖에 각 단원을 시작하는 서론 부분에서는 그 단원에서 학습하는 전반적인 내용을 포괄적으로 소개하고, 각 단원의 요약 부분에서는 그 단원에서 다룬 내용들을 종합적으로 정리하여 요약함으로써 전체적인 흐름을 파악하도록 힘썼다.

또한 각 장의 연습문제에서는 문제에 대한 간약한 힌트와 답을 실어서 학생들이 직접 풀고, 확인할 수 있도록 함으로써 본문의 내용을 확실하게 정리하고 이해할 수 있도록 하였다.

부록에서는 전기 및 자기현상을 설명하는 다양한 형태의 물리량에 대한 정의식과 함께 그 단위 등을 일목요연하게 표로 정리하여 제시하였고, 또한 전계와 자계의 발생근거를 설명하는데 효과적으로 사용되는 4가지 형태의 미분연산자에 대한 정의와 일반적인 연산방법을 나타내었으며 마지막으로 전자파의 에너지 흐름을 나타내는 포인팅 벡터의 수식유도 등을 실었다.



이 책의 전자기학을 공부하는 학생들에게 기본적인 개념을 정립하는 데에 있어 많은 도움이 되길 바라며, 부족한 점에 대하여는 강호 제현의 편달을 통하여 수정 및 보안을 해 나가고자 한다.

끝으로 이 책의 출판을 위하여 물심양면으로 도움을 주신 복두출판사 송광헌사장님과 편집부 직원들에게 진심으로 감사드린다.



2014년 2월 연구실에서

저자소개

목차

1. 벡터와 좌표계

1-1 서론

1-2 벡터의 정의

1-3 벡터의 연산

1-4 좌표계

1-5 좌표계 사이의 변환

  

  

2. 전하와 전계

2-1 서론

2-2 전하(Electric Charge)

2-3 도체와 부도체

2-4 Coulomb의 법칙

2-5 전계(Electric Field)

2-6 전기력선

2-7 전계의 계산

2-8 전기력선과 전계

2-9 Gauss 법칙

2-10 Gauss법칙의 응용

2-11 발산(Divergence)

  

  

3. 전위

3-1 서론

3-2 전위의 정의

3-3 전위의 계산

3-4 전위경도(Gradient)

3-5 Poisson 방정식과 Laplace 방정식

  

  

4. 유전체와 정전계

4-1 서론

4-2 유전체의 분극

4-3 분극벡터

4-4 전속밀도

4-5 전화율과 유전율

4-6 유전체 내의 전계

4-7 유전체 내의 Gauss 법칙

4-8 경계조건(Boundary Condition)

  

  

5. 도체계와 정전에너지

5-1 서론

5-2 도체계의 대전

5-3 전위계수

5-4 용량계수와 유도계수

5-5 정전용량

5-6 정전 에너지(Electrostatic Energy)

  

  

6. 정자계

6-1 서론

6-2 정상 전류

6-3 전류의 자기작용

6-4 비오-사바르 법칙(Biot-Savart Law)

6-5 Ampere의 주회적분 법칙

6-6 자계의 회전(Curl)

6-7 자속과 자속밀도

  

  

7. 자기력과 자기에너지

7-1 서론

7-2 로렌츠 힘(Lorentz force)

7-3 자계 내에 도선이 받는 힘

7-4 도선 사이에 작용하는 힘

7-5 폐회로에 작용하는 힘

7-6 자기 에너지

  

  

8. 자성체와 자기회로

8-1 서론

8-2 자성체

8-3 자화(Magnetization)

8-4 자화율과 투자율

8-5 자계의 경계 조건

8-6 자화 곡선(Magnetization Curve)

8-7 자기 이력(hysterisis)

8-8 자성체의 에너지

8-9 자기회로(magnetic circuits)

  

  

9. 전자유도와 Maxwell 방정식

9-1 서론

9-2 전자유도

9-3 유도기전력

9-4 인덕턴스

9-5 변위전류(Displacement current)

9-6 Maxwell 방정식

  

  

10. 전자파

10-1 서론

10-2 전자파의 발생

10-3 파동 방정식(wave equation)

10-4 평면파(Plane wave)

10-5 파동 방정식의 해

10-6 파동 임피던스

10-7 정재파(standing wave)

10-8 포인팅 벡터(Poynting vector)

10-9 도전매질에서의 전자파

  

  

부록

부록 1 각 물리량의 정의 및 단위

부록 2 전기량과 자기량의 정의

부록 3 벡터의 미분 연산자

부록 4 포인팅벡터의 수식 유도