청소년을 위한 교양 물리학: 전기 회로

루미너리북스 교육출판 에디팅 팀 지음

루미너리북스 2025년 06월 12일 출간

작품소개

책소개

물리학의 가장 실용적인 분야인 전기 회로를 중학생도 이해할 수 있도록 풀어낸 교양서입니다. 고대 그리스 탈레스의 호박 마찰 실험부터 현대 스마트폰 속 수십억 개의 트랜지스터까지, 2500년에 걸친 전기 발견의 역사와 함께 전기 회로의 모든 핵심 개념을 다룹니다. 벤자민 프랭클린의 연날리기 실험, 갈바니의 개구리 다리 실험, 볼타의 전지 발명 등 흥미진진한 발견 과정을 통해 전기 현상의 본질을 이해하고, 옴의 법칙과 키르히호프 법칙 같은 기본 원리를 일상생활 예시로 쉽게 설명합니다. 복잡한 수식 대신 직관적인 비유와 구체적인 사례를 활용하여 대학 수준의 전기 회로 이론을 청소년이 충분히 이해할 수 있도록 구성했습니다.

전기의 기본 개념인 전류, 전압, 저항부터 시작하여 직렬과 병렬 회로의 특성, 복잡한 회로 해석 방법까지 체계적으로 다룹니다. 축전기와 인덕터 같은 수동 소자의 원리와 RC, RL, RLC 회로에서 나타나는 시간적 변화를 설명하고, 교류 회로의 임피던스와 위상, 공진 현상까지 포괄합니다. 연산증폭기의 다양한 응용과 다이오드, 트랜지스터 같은 반도체 소자의 동작 원리를 거쳐 최종적으로 디지털 회로와 현대 전자 기술의 기초까지 다룹니다. 각 장은 역사적 배경과 발명자의 이야기로 시작하여 흥미를 유발하고, 일상에서 만날 수 있는 구체적인 예시를 통해 이론을 현실과 연결합니다. 크리스마스 트리 전구, 자동차 헤드라이트, 휴대폰 충전기 등 친숙한 소재로 복잡한 전기 회로 이론을 쉽게 이해할 수 있습니다.

이 책은 단순한 암기식 학습을 넘어서 전기 현상의 본질적 이해를 추구합니다. 물의 흐름과 전류의 유사성, 높이 차이와 전압의 관계 등 직관적인 비유를 통해 추상적인 전기 개념을 구체적으로 이해할 수 있도록 도와줍니다. 각 이론의 발견 과정과 역사적 배경을 함께 제시하여 과학의 발전 과정을 자연스럽게 학습하고, 현재 우리가 사용하는 전자 기기들이 어떤 원리로 작동하는지 이해할 수 있게 합니다. 복잡한 수학적 계산보다는 개념의 본질과 물리적 의미에 초점을 맞춰 설명하여, 수학에 부담을 느끼는 학생들도 물리학의 아름다움을 느낄 수 있도록 배려했습니다. 각 장의 끝에는 일상생활에서 직접 관찰할 수 있는 실험과 현상들을 제시하여 이론을 실제로 확인해볼 수 있는 기회를 제공합니다.

21세기 디지털 문명을 살아가는 청소년들에게 필수적인 과학적 소양을 기를 수 있는 책입니다. 스마트폰, 컴퓨터, 전기자동차 등 일상을 둘러싼 모든 전자 기기의 작동 원리를 이해함으로써 기술 발전의 흐름을 파악하고 미래를 준비할 수 있습니다. 단순히 기기를 사용하는 소비자에서 벗어나 기술의 원리를 이해하는 능동적 시민으로 성장할 수 있는 지식을 제공합니다. 전기 회로의 기본 원리부터 인공지능과 사물인터넷 시대의 전망까지 다루어, 과거와 현재를 이해하고 미래를 내다볼 수 있는 통찰력을 기를 수 있습니다. 이공계 진학을 꿈꾸는 학생들에게는 대학 전공 과목의 기초를 탄탄히 다질 수 있는 기회를, 인문계 학생들에게는 현대 문명을 이해하는 핵심 교양을 제공하는 종합적인 과학 교양서입니다.

목차

1. 전기의 발견과 기본 개념
2. 전류의 정체를 밝히다
3. 전압이란 무엇일까
4. 저항의 발견과 옴의 법칙
5. 전기 회로의 기본 구조
6. 직렬 연결의 신비
7. 병렬 연결의 장점
8. 키르히호프의 위대한 발견
9. 복잡한 회로 해석하기
10. 테브난과 노턴의 등가 회로
11. 축전기의 신기한 능력
12. RC 회로의 시간적 변화
13. 인덕터와 자기장의 마술
14. RL 회로의 전류 변화
15. RLC 회로의 진동
16. 교류 전기의 등장
17. 임피던스와 위상의 비밀
18. 교류 전력과 역률
19. 공진 현상의 놀라운 힘
20. 필터로 신호 다듬기
21. 연산증폭기의 마법
22. 다이오드와 정류 회로
23. 트랜지스터의 혁신
24. 디지털 회로와 미래

작가정보

저자(글) 루미너리북스 교육출판 에디팅 팀

루미너리북스 교육 출판 에디팅 팀은 전문 교육 콘텐츠 기획자와 편집자들로 구성되어, 학생들의 눈높이에 맞춘 양질의 교육 도서를 제작하는 데 전념하고 있다. 각 분야별 전문가들과의 긴밀한 협업을 통해 정확하고 이해하기 쉬운 교육 콘텐츠를 개발하며, 특히 고등학생을 위한 대학 과목 선행학습 시리즈와 같은 혁신적인 교육 도서를 기획하고 있다.