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전기전자공학 길라잡이
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전기전자공학 길라잡이

  • 신윤기
  • |
  • GS인터비전
  • |
  • 2014-02-25 출간
  • |
  • 660페이지
  • |
  • 215 X 274 X 20 mm /166g
  • |
  • ISBN 9791155760208
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북스크린영상으로 만나보는 한 권의 책 이야기

출판사서평




전기전자 공학과 관련된 기술은 대단히 빠른 속도로 발전하고 있으며 앞으로 사회 전반에 걸쳐 미칠 영향의 폭과 깊이를 예측하기 어려울 정도이다. 나날이 깊어지고 세분화되고 있는 전지 및 전자 공학에 대해 근본적이면서 균형잡힌 시각을 갖도록 하는 것이 이 책의 목적이다. 따라서 전기전자 공학을 전공하는 초보자들이거나 또는 전기전자 공학을 전공하지 않지만 그 필요성을 느끼는 과학도들이나 기술자들에게도 적합하도록 구성하였다. 특히 개정판에서는 모든 그림에 풍부한 색상을 이용하여 새롭게 꾸밈으로써 시각적인 학습 효과를 대폭 증가시키고자 하였다. 나아가 현대의 메카트로닉스에 부응하기 위해 계측 제어 분야를 새로이 첨가하였다. 이 책의 내용은 다음과 같이 5 분야로 대별된다: 1부 전기 회로, 2부 자기 및 응용, 3부 반도체, 4부 전자 회로 5부 제어 계측. 물론 각 분야는 필요한 정도에 따라 취사 선택을 할 수 있지만 가능한 빼놓지 않고 읽어보기를 권한다. 각 부의 내용은 다음과 같다:

1부 전기 회로 이 부분은 전기 회로를 이루는 소자, 회로 법칙 및 회로 해석을 포함하는 이른바 회로 이론 분야이다. 회로 이론은 전기전자 공학의 가장 바탕이 되는 학문이므로 1부는 가능한 한 일어보는 것이 앞으로의 진도에도 유리하다. 1부에 포함된 각 장의 내용은 다음과 같다.
1장 전기에서는 전기의 기본적인 속성과 저항과 옴의 법칙, 전원 및 전력 등 기본적인 내용들을 설명한다.
2장 회로 법칙에서는 회로내의 전압과 전류를 지배하는 가장 중요한 법칙인 키르히호프 법칙을 먼저 설명하고 이를 바탕으로 한 여러 가지의 회로 해석 기법을 소개한다. 이 장에서 소개하는 회로 해석 기법들은 모든 전지 전자 공학 이론에 보편적으로 사용되는 중요한 도구이다.
3장 회로 소자에서는 수동 회로를 이루는 핵심 소자인 저항성 소자, 용량성 소자 및 유도성 소자의 전기적인 성질에 대해 설명한다.
4장 회로 방정식에서는 회로를 해석하여 방정식으로 표현하는 방법을 설명한다. 전기전자 공학을 공부하는 학생들이 가장 힘들어하는 부분 중 하나가 회로 방정식을 구하는 것이다. 선형 회로는 회로 방정식이 미분 방정식 형태로 표현될 뿐 아니라 그 미분 방정식을 구하는 작업이 간단한 것이 아니다. 따라서 매우 손쉬운 방법으로 회로 방정식을 구하는 법을 소개함으로써 회로에 대한 공포심을 없애고자 하였다. 이는 비단 기술적인 문제일 뿐 아니라 용량성 소자와 유도성 소자를 저항성 소자와 같이 취급할 수 있는 길을 열어준다.
5장 교류 회로에서는 전원이 교류일 경우 간단한 복소수 연산으로써 번거로운 미분 방정식 풀이를 대신할 수 있음을 인식시킨다. 특히 영량성 소자와 유도성 소자가 포함된 회로의 주파수 응답은 페이저라는 개념을 이용하여 보다 쉽게 이해할 수 있음을 이해시킨다. 나아가 교류 회로에서는 공진이라는 중요한 에너지 교환 현상이 일어남을 설명한다. 그 이유는 공진 현상은 특정 주파수를 취사 선택하는데 매우 중요한 이론이기 때문이다.
6장 필터는 교류 회로의 주파수 응답을 이용한 중요한 시스템이며 ㅇ기서도 공진 개념이 활용된다.
2부 자기와 응용 이 부분은 자기의 속성과 자기와 전기와의 상호 관계 및 자기를 이용한 여러가지 중요한 응용 분야에 대해 설명한다.
7장 자기는 자기가 어떻게 형성되는가를 보여주며 여기에는 암페어 법칙 파라테이 법칙 등 중요한 법칙이 개념적으로 소개되며 이는 전자기학의 기초가 되는 내용들이다. 자기는 전기와 결합하여 전기기계라는 중요한 장치들을 만들어 낸다는 것을 설명하고 그 외의 여러 가지 응용에 대해 설명한다.
8장 발전기와 전동기에서는 자기와 전기가 결합하여 어떻게 발전기와 전동기를 만들 수 있는지를 설명한다. 특히 전동기는 전기계와 기계계를 결합시켜 주는 전초적인 역할을 하므로 메카트로닉스 분야를 제대로 이해하기 위해서는 전동기의 원리를 필히 알아야 한다.
3부 반도체 이 부분은 소위 능동 소자인 반도체의 구성과 동작 원리에 대해 설명하며 이는 전자 회로를 이해하는데 필수적이다. 이 책에서는 가능한 한 복잡한 수식은 배제하고 그림을 통해 반도체 소자 를 이해시키고자 하였다.
9장 반도체에서는 반도체가 도체 및 부도체와 근본적으로 다른 점을 먼저 설명한다. 그리고 반도체에는 N형과 P형의 두 유형이 있으며 진정한 반도체는 이 두 가지를 결합한 PN 접합 다이오드임을 이해시킨다. 특히 PN 접합 다이오드는 트랜지스터를 이해하는데 필수적이다.
10장 다이오드와 전원 장치에서는 다이오드의 가장 특징인 스위치 기능에 대해 먼저 이해시킨다. 그리고 교류를 직류로 바꾸는 전원 공급 장치를 통해 다이오드의 스위치 기능을 백분 이해하도록 한다.
11장 트랜지스터에서는 증폭 기능이 가능한 트랜지스터의 구조와 동작에 대해 설명하며 이는 특히 복잡한 전자 회로들을 이해하는데 바탕이 됨을 설명한다.
4부 전자 회로 이 부분은 트랜지스터를 이용한 전자 회로들 중 가장 대표적인 증폭기를 위주로 다양한 전자 회로를 소개한다.,
12장 증폭기에서는 기본 증폭기의 원리와 유형 및 다양한 증폭기 형태에 대해 설명한다. 특히 증폭기는 기본 증폭기에 대한 이해가 중요하며 가능한 그림을 통해 쉽게 이해할 수 있도록 하였다.
13장 증폭기의 주파수 특성에서는 실제 증폭기의 대역폭, 즉 한계성에 대해 설명한다. 특히 증폭기는 이득과 대역폭의 곱이 거의 일정하다는 보편적인 속성을 이해시킨다.
14장 발진기는 직류로부터 교류를 생산할 수 있는 장치로서 통신 시스템에서 필수적인 내용들이다. 그리고 발진기를 설명하는데 복잡한 이론은 가능한 멀리하고 그림으로 쉽게 이해할 수 있도록 노력하였다. 그리고 진폭 변조기(AM) 및 주파수 변조기(FM)에 발진기가 어떻게 사용되는가를 설명함으로써 그 중여성에 대한 인식을 더 고취시키고자 하였다.
5부 제어 계측 이 부분은 근자에 크게 각광을 받고 있는 메카트로닉스의 기초가 될 수 있는 내용들이다.
15장 자동 제어는 전자 공학의 중요한 분야 중 하나로 전기계와 기계계의 복합으로 이루어진다. 따라서 전기전자 공학을 전공하는 학생들의 경우 기계계를 따로 공부하여야 하는 어려움이 따를 수 있다. 그러나 이 책에서는 기계계를 상사 회로로 변환시켜 해석함으로써 전기기계계를 전기계 일색으로 해석할 수 있는 방법을 소개한다. 이 방법은 매우 간단하므로 조금만 공부하면 전기기계계를 공부하는데 큰 도움이 될 수 있다. 그리고 대표적인 제어 시스템들을 그림으로 소개하여 어렵다고 느껴지는 자동 제어와 쉽게 친할 수 있도록 노력하였다.
16장 계측에서는 전기량을 측정하는 계측기에 대해 설명하다. 나아가 전기량이 아닌 물리량을 감지하여 이를 전기적인 양으로 변환시켜 주는 중요한 센서들에 대해 설명한다. 센서는 차원이 다른 시스템을 결합시키는데 중요한 역할을 하며 이 역시 그림을 통해 쉽게 접근할 수 있도록 하였다.

이상의 5개 분야는 공부하는 사람이나 가르치는 분들의 여건에 맞추어 취사 선택할 수 있으며 전체 16장은 한 학기에 적합한 분량이라 생각한다. 그리고 책 말미에는 선별된 문제들에 대한 해답을 제공하여 학습자들에게 도움이 되도록 하였다. 아무튼 전기전자 공학에 첫발을 내딛는 사람들이나 전기전자 공학 전반에 대해 알고자 하는 과학도들에게 부담이 없으면서 요긴한 책이 되었으면 하는 바람이다. 끝으로 언제나 참고 기다려 주는 사랑하는 아내 金美林과 딸 辛智瑗에게 고마움을 전하며 아울러 GS인터비전 출판사의 송기수 대표님을 비롯한 관계자 분들에게도 감사드린다.

2014년 2월 18일 大眞大學校에서
저자 辛 潤 ?


목차


1. 전기
2. 회로 법칙
3. 회로 소자
4. 회로 방정식
5. 교류 회로
6. 필터
7. 자기
8. 발전기와 전동기
9. 반도체
10. 다이오드와 전원 장치
11. 트랜지스터
12. 증폭기
13. 증폭기의 주파수 응답
14. 발전기와 변조기
15. 자동제어
16. 계측과 센서
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