전자기학

Arlon T. Adams , Jay Kyoon Lee(이재균) 지음 | 유태훈 옮김

한빛아카데미 2022년 12월 20일 출간 종이책 : 2022년 12월 25일 출간

작품소개

책소개

이 책은 반드시 알아야 할 전자기학 이론과 개념을 다룬다. 엄선한 다양한 예제들과 중요한 내용을 간추려 정리한 표, 정해진 방법 외의 여러 가지 해석 방식을 제시함으로써 학생들이 방대하고 어려운 전자기학의 개념들을 명확하게 이해하고 응용하는 능력을 갖출 수 있도록 돕는다. 또한 전자기학 분야의 중요 인물들의 일대기와 전자기학 기본 이론의 발견에 얽힌 이야기를 수록하여 학생들이 이론의 배경을 이해하는 것은 물론 학문에 임하는 자세를 배울 수 있도록 했다.

* 본 도서는 본 도서는 대학 강의용 교재로 개발되었으므로 연습문제 풀이는 제공하지 않습니다. 단, 일부 정답은 [부록/예제소스]에서 내려받을 수 있습니다.

[2판의 특징]
ㆍ 7장에 ‘편극과 자화의 비교’ 내용이 추가되었습니다.
ㆍ 일부 장들에 개념 설명과 예제, 연습문제가 추가되었습니다.
ㆍ 1판과 마찬가지로 원저자인 Jay Kyoon Lee(이재균) 교수가 번역서 전문을 감수했습니다

*본 도서는 본 도서는 대학 강의용 교재로 개발되었으므로 연습문제 풀이는 제공하지 않습니다.
단, 일부 정답은 [부록/예제소스]에서 내려받을 수 있습니다.

목차

Chapter 01 벡터 해석
1.1 개요
1.2 벡터 대수
1.3 좌표계
1.4 벡터 미적분
1.5 헬름홀츠 정리
연습문제

Chapter 02 정전기장과 전위
2.1 개요
2.2 전하
2.3 정전기장의 기본 법칙
2.4 쿨롱과 쿨롱 법칙의 발견
2.5 가우스 법칙
2.6 임의의 전하분포가 만드는 전기장
2.7 스칼라 전위 V
2.8 임의의 전하분포가 만드는 전위
2.9 도체
2.10 전기 쌍극자
연습문제

Chapter 03 유전체 속의 전기장
3.1 개요
3.2 편극
3.3 편극된 유전체의 전기장
3.4 변위벡터 D
3.5 경계조건
3.6 커패시턴스
3.7 프랭클린과 전기학
3.8 전기장 안에 놓인 도체에 작용하는 힘
3.9 정전기장 속의 에너지와 힘
연습문제

Chapter 04 특수한 풀이법
4.1 개요
4.2 라플라스 방정식과 푸아송 방정식
4.3 영상법
4.4 변수 분리법
연습문제

Chapter 05 정상전류와 전도성 물질
5.1 개요
5.2 전류
5.3 연속방정식
5.4 옴의 법칙과 전도성 물질
5.5 옴과 옴의 법칙의 발견
5.6 전력 : 줄의 법칙
5.7 완화시간
5.8 정상전류의 경계조건
5.9 커패시턴스와 저항 사이의 관계
연습문제

Chapter 06 정자기장
6.1 개요
6.2 자기장
6.3 정자기학의 기본 법칙
6.4 암페어 법칙
6.5 임의의 전류분포가 만드는 자기장 : 자기 벡터 퍼텐셜과 비오-사바르 법칙
6.6 자기 쌍극자
6.7 자기장 속에 놓여 있는 전류가 받는 힘과 돌림힘
6.8 암페어의 힘 법칙
6.9 앙페르와 정상전류의 자기장
6.10 홀 효과
연습문제

Chapter 07 물질 속의 자기장
7.1 개요
7.2 자화
7.3 자화된 물질의 자기장 B
7.4 자기장 H
7.5 경계조건
7.6 인덕턴스
7.7 헨리와 자기유도의 발견
7.8 자기 에너지
7.9 자기력과 돌림힘
7.10 자성체
연습문제

Chapter 08 시변 전자기장 : 패러데이 법칙과 맥스웰 방정식
8.1 개요
8.2 정전기학 법칙과 정자기학 법칙 : 요약
8.3 패러데이 법칙
8.4 패러데이의 유명한 실험들
8.5 맥스웰 방정식
8.6 시변 전자기장에 대한 경계조건
8.7 전자기 전력의 흐름 : 포인팅 정리
연습문제

Chapter 09 전자기파
9.1 개요
9.2 원천이 없는 영역에서의 파동방정식
9.3 시간조화 전자기장
9.4 손실이 없는 매질에서의 균일 평면파
9.5 손실이 있는 매질에서의 균일 평면파
9.6 파의 분산 : 군속도
9.7 전자기파의 편파
연습문제

Chapter 10 전자기파의 반사와 투과
10.1 개요
10.2 유전체 경계면에 수직으로 입사하는 전자기파
10.3 유전체 경계면에 비스듬히 입사하는 전자기파
10.4 전반사
10.5 브루스터 각
10.6 완전도체에서의 반사 : 정지파
연습문제

Chapter 11 도파관과 공진기와 전송선로
11.1 개요
11.2 균일 도파로의 해석 방법
11.3 평행판 도파로
11.4 직사각형 도파관
11.5 직사각형 공동 공진기
11.6 동축 케이블
11.7 전송선로
연습문제

Chapter 12 방사와 안테나
12.1 개요
12.2 퍼텐셜 공식 : 방사 문제 풀이법
12.3 기본 쌍극자 안테나 : 헤르츠 쌍극자
12.4 선형 안테나 : 긴 쌍극자
12.5 안테나 배열
연습문제

부록 A 자주 사용하는 기호와 단위
부록 B 벡터 해석 표와 전자기학 법칙
참고문헌

출판사 서평

① 정전기장 (1장~4장) :기초적인 벡터와 좌표계의 개념에서 출발하여 벡터 미적분 등 전자기학의 수학적 표현법을 익힌다. 전기장과 전위의 개념과 함께 쿨롱 법칙, 가우스 법칙, 임의의 전하 분포에 따른 정전기장과 전위의 계산 방법을 배운다. 도체와 전기장의 특성을 이해하고, 편극, 변위 벡터를 통해 유전체 물질에 대한 이해를 높인다. 커패시턴스와 전기 에너지를 어떻게 구하는지 알아본다. 라플라스 방정식을 영상법과 변수 분리법으로 다양한 경계조건에서 풀이하는 방법을 배운다.

② 정자기장 (5장~7장) : 여러 형태의 전류와 전도성 물질의 특성을 옴의 법칙과 줄의 법칙을 통해 익힌다. 자기장의 개념과 함께 암페어 법칙과 비오-사바르 법칙을 통해 정자기장을 계산하는 방법을 배운다. 자기장 속에 놓여 있는 전류가 받는 힘과 돌림힘을 계산해본다. 자기장이 물질 속에서 어떤 영향을 끼치는지를 자화 현상을 통해 이해한다. 인덕턴스와 자기에너지를 구하는 방법과 자성체의 특성을 살펴본다.

③ 시변 전자기장과 전자기파 (8장~10장) : 패러데이 법칙과 맥스웰 방정식으로 대표되는 시변 전자기장에 대한 기본 법칙과 경계조건, 포인팅 정리를 배운다. 전자기파가 손실이 없는 매질과 손실이 있는 매질에서 어떻게 전파하는가를 이해하고 전자기장의 해를 구해본다. 전자기파의 감쇠상수, 침투 깊이, 고유 임피던스 등을 계산하고 파의 분산, 군속도, 편파의 종류 등을 이해한다. 전자기파가 다양한 매질에서 반사, 투과될 때의 현상을 학습한다. 전반사, 브루스터 각, 정지파 등의 현상을 공부한다.

④ 전자기파의 응용 (11장~12장) : 도파관, 공진기, 전송선로, 안테나 등 전자기파의 다양한 응용에 대해 학습한다. 도파로의 유도 원리와 차단주파수의 개념을 이해한다. 평행판 도파로, 직사각형 도파관, 동축 케이블의 전자기파 해를 구한다. 전송선로의 전압파, 전류파를 이용한 해석을 공부한다. 기본적인 안테나 구조를 학습하고 방사 패턴, 방사저항, 지향성 이득 등의 안테나 특성 및 안테나 배열을 통한 빔 형성 원리를 배운다.

작가정보

저자(글) Arlon T. Adams

하버드 대학교(Harvard University)에서 학사학위를, 미시간 대학교(University of Michigan, Ann Arbor)에서 석사, 박사학위를 받았다. 미국 해군에서 전자 장교(electronics officer)로 복무했으며 Sperry Gyroscope Company에서 연구원으로 재직하였다. 그 이후, 시라큐스 대학교(Syracuse University)에서 오랫동안 전자기학, 초고주파 공학, 안테나 공학 등을 강의하고 관련 분야의 연구를 수행했으며, 지금은 명예교수로 있다. IEEE가 수여하는 우수 논문상을 8번 수상하였으며, 현재는 IEEE의 종신회원이다. 유고슬라비아의 풀브라이트 과학자(Fulbright Scientist)로 선정된 바 있으며, 버클리 대학교(UC Berkeley)의 객원교수로 활동하였다. 1988년 시라큐스에서 열린 IEEE AP-S/USRI 국제 학술대회의 의장을 맡아 대회를 성공적으로 개최하였다.

저자(글) Jay Kyoon Lee(이재균)

서울대학교에서 학사학위를, MIT공대(Massachusetts Institute of Technology, Cambridge)에서 석사, 박사학위를 받았다. 1985년부터 시라큐스 대학교의 교수로 재직하면서 전자기학, 안테나 공학, 초고주파
학, 응용수학 등을 강의하고 있다. 주요 연구 분야는 전자기 이론, 초고주파 원격탐사(microwave remote sensing), 비등방성 매질(anisotropic media) 속의 전자기파, 안테나와 전자기파 전파 등이다. 미국 Naval Air Development Center, Naval Research Laboratory, Rome Air Development Center에서 연구 활동을 했으며, 서울대학교에서 객원교수로 초빙되어 강의를 수행하였다. 수상 경력으로는 Eta Kappa Nu Outstanding Undergraduate Teacher Award(1999년), IEEE Third Millennium Medal(2000년), College Educator of the Year Award from the Technology Alliance of Central New York(2002년), IEEE Region 1 Awards(2002년, 2017년) 등이 있다.

번역 유태훈

연세대학교에서 학사, 석사, 박사학위를 받았다. 삼성전자 정보통신 연구소의 연구원을 거쳐 현재 동양미래대학교 교수로 재직하고 있다. 2003~2004년 미국 시라큐스 대학교에서 visiting scholar로 연구와 교육 활동을 했다. 주요 연구 분야는 전자기 해석, 초고주파 시스템 해석과 설계, 안테나 해석과 설계, EMI/EMC 등이다. 지금까지 『전자기학(C. R. Paul)』(생능출판사, 2010), 『EMC를 고려한 PCB 설계기술(M. I. Montrose)』(진한엠엔비, 2006), 『EMC 공학(H. W. Ott)』(학산미디어, 2013), 『최신 안테나 공학(Yi Huang, Kevin Boyle)』(한빛아카데미, 2014), 『맥스웰 방정식 완벽해부(Daniel Fleisch)』(학산미디어, 2016), 『EMC 제품설계(Tim Williams)』(학산미디어, 2022), 『공학도를 위한 매트랩(Holly Moore)』(퍼스트북, 2017)을 비롯하여 여러 권의 전자기학, 회로이론, 매트랩 원서를 우리말로 옮겼다.