회로이론(예제로 풀어 쓴)(개정판 3판)

이 책의 내용



전통적인 회로이론 교재의 구성에 따라 1장에는 회로이론의 중요성을 강조하고 회로 계산에 필요한 단위계와 접두어를 소개하였다. 현대는 전기와 전자의 구분이 모호하다. 하지만 전기에 대한 이해를 돕기 위해 전기공학의 발달 과정을 간략히 소개하였다. 2장은 전기의 실체인 전하에 대해 설명하고 전기회로의 근간을 이루는 키르히호프의 법칙을 시작으로 옴의 법칙, 저항에 대하여 설명이 이어진다. 전압, 전류, 전력 등 잴 수 있는 양에 대한 물리적, 수학적 개념을 소개하였다. 저항과 앞에서 소개한 회로이론의 법칙들을 이용하여 간단한 저항회로 해석법을 3장에서 소개하였다. 3장에서는 다른 교재와는 구별되게 직류와 교류, 커패시터와 인덕터에 대한 소개를 미리 하였다.

본격적인 회로 해석법을 4장과 5장에 할애하였다. 4장은 체계적인 회로 해석법을 소개하였고, 회로의 선형성을 이용하여 회로 해석에서 유용한 정리들을 5장에 소개하였다.

2장에서 5장까지는 우리가 그 동안 배웠던 수학 지식만으로 직류 저항회로를 해석할 수 있었다. 6장과 7장은 커패시터와 인덕터가 포함된 회로를 다루었다. 커패시터와 인덕터는 에너지를 저장할 수 있을 뿐만 아니라 시간에 따라 전압 또는 전류가 변하는 소자이다. 6장에서는 회로 해석을 위하여 미분방정식을 소개한다. 6장은 RC, 또는 RL 회로만을 다루고, RLC 회로의 해석은 7장에 보였다.

전기는 직류와 교류로 구분할 수 있는데 직류회로이든 교류회로이든 회로 해석에 필요한 법칙은 모두 동일하다. 단지 교류 신호는 시간에 따라 변하므로 계산의 편의를 위하여 복소수를 도입하였다. 8장은 교류를 소개하고 교류에서 회로 소자의 응답을 설명하였다. 직류와는 다르게 교류 전력은 계산이 매우 까다로운 항목이다. 교류 전력의 계산과 교류에서 전력을 최대로 전달하기 위한 조건을 유도하였다.



이 책의 특징



고대에는 동양에서 서양으로 많은 과학기술이 전파되긴 하였지만 산업혁명 이후로 기술의 발전은 서구가 주도하게 되었고, 모든 과학기술 용어는 서구에서 비롯되었다. 이 책에서는 굳이 그 사실을 숨기지 않고 용어를 병용하도록 하였다. 특히 인터넷의 발달은 영어의 중요성을 강조하는 시기로 접어들지 않았는가?

모든 교제에서 각 장의 목적이나 목표를 미리 알려주고 있다. 이 책도 그 범주에서 벗어나지 않도록 하되, 구체적인 회로를 통하여 각 장에서 배우는 내용을 설명하려 하였고, 예제와 문제를 체계화하여 학생들의 이해를 돕도록 하였다.

공학에서 수학이 매우 중요한 기술인 것은 변하지 않고 있다. 그럼에도 불구하고 요즘은 교육과정에서 수학을 기피하는 경향이 많이 있다. 이 책의 부록에 전기 및 전자공학에 필요한 수학을 자세한 풀이 내용까지 설명하여 학생들에게 수학에 대한 부담을 덜어내려 노력하였다.

모든 교재가 그러하듯 그 내용의 이해를 돕도록 다양한 예제를 소개하고 있다. 이 책에서는 예제와 유사한 연습문제를 두어 학생 스스로 풀도록 하였다. 특히 각 장의 문제에 해답을 포함하여 학생들 스스로 공부할 수 있는 기회를 제공하였다.

Chapter 01 회로이론 개관

1.1 회로 해석의 중요성

1.2 단위계

1.3 숫자의 표기법

1.4 전기공학 발전의 역사적 고찰



Chapter 02 회로이론 기본 법칙

2.1 전기의 기본량

2.2 회로 소자

2.3 저항과 옴의 법칙

2.4 키르히호프의 법칙

2.5 전력과 에너지

연습 풀이

2장 문제



Chapter 03 저항회로

3.1 루프, 노드, 브랜치

3.2 단일 루프 회로

3.3 단일 노드쌍 회로

3.4 직병렬 저항의 계산

3.5 델타-와이 변환

연습 풀이 124

3장 문제 127



Chapter 04 회로 해석법

4.1 루프 해석법

4.2 슈퍼 메쉬-전류원이 있는 경우의 루프 해석법

4.3 노드 해석법

4.4 슈퍼 노드-전압원이 있는 경우의 노드 해석법

연습 풀이

4장 문제



Chapter 05 회로망 정리

5.1 선형성과 중첩정리

5.2 전원 변환

5.3 테브넹 등가회로

5.4 노턴 등가회로

5.5 최대 전력 전달의 조건

연습 풀이

5장 문제



Chapter 06 과도 회로-에너지 저장소자

6.1 커패시터

6.2 커패시터 직병렬 연결

6.3 전원이 없는 RC 회로

6.4 특이 함수

6.5 RC 회로의 스텝 응답

6.6 인덕터

6.7 인덕터 직병렬 연결 312

6.8 전원이 없는 RL 회로 318

6.9 RL 회로의 스텝 응답 323

연습 풀이 330

6장 문제 333



Chapter 07 RLC 회로

7.1 LC 회로

7.2 전원이 없는 RLC 회로

7.3 RLC 회로의 스텝 응답

연습 풀이

7장 문제



Chapter 08 교류 해석과 교류 전력

8.1 사인함수

8.2 복소 지수함수와 삼각함수

8.3 페이저의 도입

8.4 회로 소자의 페이저 표현

8.5 임피던스와 어드미턴스

8.6 교류에서 회로 해석법

8.7 교류에서의 전력 계산

8.8 교류에서의 최대 전력 전달

연습 풀이

8장 문제



부록

부록 Ⅰ 기초 수학

부록 Ⅱ 상수계수 미분방정식의 해법

부록 Ⅲ 전장과 자장

부록 Ⅳ Maxwell 방정식

부록 Ⅴ 전기 인명사전

이상희 강원대학교 전자공학과 교수

프랑스 낭씨1대학 공학박사

서울대학교 전기공학과 졸업