전기 전자란 무엇인가?

GB전략기획센터 지음

골든벨 2024년 04월 01일 출간 국내도서 : 2022년 02월 10일 출간

작품소개

책소개

전기를 모르고는 전자를 알 수 없고, 전자의 개념을 조금이라도 모른다면 신세대라 할 수 없다.
영국의 물리학자 J·J톰슨(1856~1940)이 처음으로 전기를 발견한 이래 우리들의 실생활에 깊숙이 파고들어 대단히 편리한 문명의 이기를 창출하고 있다.
또한 신(神)의 텔레파시를 훔친 것이라고 할만큼 인간이 개척하는 전자의 연구는 바야흐로 100여년 전부터 진행되어 왔고 본격적으로 개발되기 시작한 것은 1940년대부터이다.
따라서 전기와 전자가 만들어낸 작품은 공장의 기계제어회로나 의료기기, 통신기기, 로봇, IoT, IT, AI, 가정용 전기 제품, 자율주행차 등에 이르기까지 그 사용처를 헤아릴 수 없을 정도로 우리 생활에 깊숙이 파고들고 있다.
이 책을 발간하는 절대적인 목적은 중학교, 고등학교, 대학교 그리고 전기·전자를 알고자 하는 초심자들을 위해 최대한 접근성을 높였다.

이 책의 특징
▶ 전기의 기초부터 전류·전압·저항 등의 기능을 단원별로 수록하여 쉽게 엮었다.
▶ 전자의 기초, 즉 반도체의 기초에서부터 트랜지스터의 구조·기능 및 종류 등을 수록하였다.
▶ 집적회로의 종류, 기능, 특징과 함께 논리회로를 가장 쉽게 나열하였다.
▶ 올컬러로 재편성하면서 국내 최초 전기·전자의 흐름을 QR 26개의 애니메이션으로 구현시켰다.
▶ 딱딱한 구조도를 손으로 그려 친밀감을 높인 것이 특징이다.

목차

Part 01 전기란 무엇인가?
01 전기
1. 전기는 어떻게 발생하는가 15
2. 마찰 전기는 어떻게 발생하는가 16
02 전류·전압·저항
1. 전 류 17
2. 전류의 단위(單位) 18
3. 전 압 19
4. 기전력 20
5. 저 항 21
(1) 저항의 작용 24
(2) 저항의 종류 27
6. 도체와 절연체 33
7. 전기장치의 기호 34
03 전기 회로
1. 옴(ohm)의 법칙 35
2. 직렬접속 38
3. 병렬접속 40
4. 전압은 어떻게 걸리는가 43
5. 전압강하 44
6. 전류, 전압, 저항의 측정 방법46
(1) 전류의 측정 방법 46
(2) 전압의 측정 방법 47
(3) 저항의 측정 방법 48
04 전류의 작용
1. 전류의 3가지 작용 49
(1) 발열작용 49
(2) 자기(磁氣)작용 50
(3) 화학작용 51
2. 전 력 52
3. 와트[W]와 마력[PS]의 관계 55
05 전기와 자석의 관계
1. 자 기 57
2. 자석의 성질 58
3. 자석의 작용 59
4. 자석은 철을 끌어당긴다60
5. 일시자석과 영구자석 60
6. 분자자석설 61
7. 전류와 자계와의 관계62
8. 코일이 만드는 자계64
9. 코일과 전자석의 차이점65
10. 자속과 자기회로 66
11. 자기회로와 전기회로의 비교 67
12. 자속밀도, 자화력(磁化力), 투자율 69
13. 자화곡선과 자기포화 70
14. 잔류자기 71
06 전자력
1. 자계 속의 전류에 작용하는 힘 72
2. 전자력의 응용 : 직류 전동기(모터의 원리) 75
3. 직류 전동기(모터)의 종류 76
(1) 직권식(直卷式) 모터 77
(2) 분권식(分卷式) 모터 77
(3) 복권식 모터 78
(4) 페라이트 자석식 모터 78
4. 직류 모터의 특징 79
(1) 직권 모터의 특성 79
(2) 분권 모터의 특성 80
5. 모터의 토크 82
(1) 모터의 토크와 전류의 관계 82
(2) 모터의 토크와 자극 수, 권수의 관계 82
07 전자 유도 작용
1. 자계 안에서 도체를 움직이면 기전력이 생긴다 83
2. 코일을 지나는 자속이 변화하면 기전력이 발생한다 85
3. 전자유도 작용의 응용87
08 교류 회로
1. 주파수90
2. 교류와 저항의 관계 91
3. 교류와 코일의 관계92
4. 교류와 콘덴서의 관계 94
5. 교류발전기 97
(1) 스테이터 코일 97
(2) 필드 코일(여자 코일)98
(3) 정류기(커뮤테이터) 98
(4) 발전기의 결선 98
(5) 교류유기전압과 직류출력전압과의 관계 99
(6) 교류의 실효값100
6. 정 류 101
(1) 단상반파정류 102
(2) 단상전파정류 103
(3) 3상전파정류103
09 자기유도작용 QR
10 상호유도작용 QR
1. 변압기(트랜스포머)의 원리 108
11 정전작용과 콘덴서
1. 정전기110
2. 콘덴서 111
(1) 콘덴서의 구조 111
(2) 쿨롱의 법칙 115
(3) 콘덴서의 충전, 방전 116
(4) 시상수(時常數) 117
(5) 콘덴서의 직류전류와 교류전류 118
(6) 콘덴서의 리액턴스 120
(7) 콘덴서의 종류 121
(8) 콘덴서의 직렬, 병렬접속 125

Part 02 전자란 무엇인가?
01 전자 회로의 기초
(1) 전기회로 132
(2) 전자회로 133
02 반도체의 기초
1. 반도체 135
2. 원자의 구조와 가전자 138
3. 가전자의 움직임은 어떠한가 141
(1) 가전자와 자유전자142
4. 에너지준위도(準位圖)에 따른 도체, 반도체, 부도체 145
5. 자유전자와 홀로 구성된 캐리어 149
6. 진성반도체와 불순물반도체 151
(1) N형 반도체 152
(2) P형 반도체 153
7. PN 접합155
(1) PN접합에 순방향 전압을 가한 경우 158
(2) PN접합에 역방향 전압을 가한 경우 158
03 반도체 소자
1. 다이오드(Diode) 160
(1) PN접합 다이오드의 구조 160
(2) 다이오드의 작용과 특성 162
(3) 다이오드의 최대 정격(사용법)에 대하여 164
(4) 시험기에 의한 다이오드의 양부판정법 164
(5) 다이오드를 사용한 응용회로 165
(6) 다이오드의 정류회로 166
2. 다이오드의 종류와 기능 169
(1) 제너다이오드(정전압 다이오드) 169
(2) 제너다이오드의 특성170
(3) 가변용량다이오드 174
(4) 포토다이오드 175
(5) 발광다이오드(LED) 178
(6) 액정 디스플레이(LCD) 194
04 트랜지스터
1. 트랜지스터의 구조 202
2. 트랜지스터의 기본 동작204
(1) PNP형 트랜지스터의 경우 204
(2) NPN형 트랜지스터의 경우 205
3. 트랜지스터의 증폭작용 206
4. 트랜지스터의 스위칭 작용 210
5. 트랜지스터의 동작 특성 212
(1) 트랜지스터의 개괄적인 작용 212
(2) 베이스 전류 IB와 베이스와 이미터 간의 전압 VBE의 관계 215
6. 트랜지스터의 최대 정격 216
7. 트랜지스터의 종류 216
(1) 유닛정크션 트랜지스터 219
(2) 전계효과 트랜지스터220
(3) 포토트랜지스터 222
(4) 사이리스터 222
(5) 서미스터 225
(6) 광도전(光導電)셀 (Photoconductive Cell) 226
(7) 피에조소자(압전소자)228
8. 테스터에 의한 트랜지스터의 양부 판정법 229
9. 접지방식과 전압을 가하는 법230
(1) 접지방식 230
(2) 전압을 가하는 법과 전류의 흐름 230
10. 트랜지스터의 정특성 232
(1) IB-VBE 특성 232
(2) IB-IC 특성233
(3) IC-VCE 특성234
(4) 로드라인(負荷線) 235
05 집적회로와 논리회로
1. IC의 종류 237
2. IC 기능 238
3. IC(집적회로)의 특징239
4. IC의 논리회로 241
(1) AND회로(논리적[積] 회로) 244
(2) OR회로(논리합[合] 회로) 246
(3) NOT회로(부정논리 회로) 248
(4) NAND회로(논리적 부정) 249
(5) NOR회로(논리합 부정) 250
(6) EXCLUSIVE-OR회로(배타적 논리합)252

00 부록 전기전자 기본단위 &기능
부록
1. 단위 기호 및 명칭256
2. 전기 기호와 기능 257
3. 전자 기호와 기능 265

작가정보

저자(글) GB전략기획센터