그림으로 핵심 개념을 설명하는 전기전자통신공학 개론서 이 책은 전기, 전자, 전파, 정보, 통신, 기계, 자동차, 컴퓨터 공학 등의 분야를 전공하는 대학교 1학년 학생들이 전기전자통신공학의 전반을 이해하는데 필요한 핵심 개념을 위주로 다룬 개론서이다. 현재 국내 대학에서는 해외의 유명 대학에서 강의교재로 쓰고 있는 전기전자통신공학 개론의 원서 또는 번역본을 주로 채택하고 있다. 그런데 대부분의 전기전자통신공학 개론서들은 2~3학년의 세부전공에서 배우는 정규 교과과정의 일부 내용들을 모아서 소개하기 때문에 방대한 분량과 수식으로 인하여 학생들이 부담스러워하는 경우가 많다. 또한, 세부전공에서 여러 교과목을 충분히 배우기 전까지는 전기전자통신공학에서 공통적으로 필요한 내용이 무엇인지도 구분하기가 모호하고, 전공 성적이 우수한 학생들도 막상 핵심 개념을 설명하는데 어려움을 호소하기도 한다. 이 책에서는 학생들이 전기전자통신공학과 관련된 세부전공에 들어가기 전에 공통적으로 필요한 내용이 무엇인지 명확히 전달하고, 전체적인 윤곽을 쉽게 파악할 수 있도록 수학적인 내용은 최소한으로 줄이고, 많은 그림과 함께 핵심 개념을 위주로 설명하는 것에 중점을 두었다. 이 책의 특징은 다음과 같다. (1) 각 장의 첫 절을 읽으면 전체적인 윤곽을 파악할 수 있다. 각 장의 처음에 나오는 절에서는 해당 장에서 다룰 핵심 개념과 주요 용어를 그림과 함께 설명하여 전체적인 윤곽을 파악할 수 있도록 하였다. (2) 새로운 핵심 개념은 무엇을(What) → 왜(Why) → 어떻게(How) 순서로 알아본다. 본문에서 새로운 개념을 도입하는 첫 부분에서는 우선 질문을 통해서 무엇을 왜 배워야 하는지 알아보고, 이에 대한 간단한 답변을 통해 공감할 수 있도록 하였다. 그 다음에 좀 더 상세한 설명을 제시하여 새로운 개념을 이해하는데 도움이 되도록 하였다. (3) 핵심 개념을 그림으로 설명한다. 우리는 새로운 사실을 배울 때 오감을 통해서 인식하게 되는데, 그 중에서도 시각적인 부분으로 먼저 인지하게 되는 경우가 많다. 그래서 많은 그림과 함께 설명을 통해서 중요한 개념을 이해할 수 있도록 하였다. (4) 중요한 용어는 본문에서 쉽게 찾아서 익숙해지도록 한다. 전공용어는 익숙하지 않아서 처음에는 거부감이 들고, 낯설게 느껴진다. 그래서 책을 펼쳐 봤을 때 쉽게 찾아 볼 수 있고, 관련 내용이 어디 있는지를 알 수 있도록 본문에 표시하였다. 그리고 용어는 한문과 영문을 병행으로 표기하여 의미를 좀 더 생각해볼 수 있도록 하였다. 이 책의 구성과 내용 이 책은 전자기학의 관점에서 수학적인 설명 부분은 최소화하고, 중요한 개념을 위주로 전기전자통신공학의 전반적인 내용과 핵심 개념을 연관시켜서 구성하였다. 1장에서는 우리의 일상생활 속에서 전기전자통신공학의 역할을 개념적으로 알아보고, 공통적인 원리를 제공하는 전자기학의 필요성을 설명하였다. 우리 생활을 편리하게 해주는 각종 전기전자통신기기는 전자기학의 핵심 개념인 전기력과 자기력의 상호작용을 활용한 것임을 설명하였다. 모든 물질은 전하를 갖고 있는데, 전하가 존재하는 경우 주변 공간에는 전계가 분포하고, 전하가 이동하는 경우에는 주변 공간에 자계가 분포하며, 전하 분포가 시간에 따라 변하는 경우 주변 공간으로 전자기파가 퍼져나가는 현상을 그림과 함께 개념적으로 설명하였다. 또한, 전계와 자계에 대한 물질의 반응특성으로 도전율, 유전율, 투자율의 개념을 전하의 관점에서 설명하였다. 2장에서는 우리 생활에서 활용하고 있는 각종 전기전자통신기기를 구성하는 기본 요소인 전원, 부하의 폐경로 연결에 해당하는 회로의 개념을 알아보고, 회로의 주요 물리량인 전압, 전류, 전력에 대해서 설명하였다. 전원으로부터 공급받은 전기에너지를 소비, 저장 또는 그대로 통과시키는 작용을 하는 전기회로를 구성하는 수동소자인 저항, 인덕터, 캐패시터의 기본 구조, 동작원리 및 주요 특성에 대해서 개념적으로 설명하였다. 3장에서는 전류의 흐름을 전자적으로 제어할 수 있는 전자회로를 구성하는 능동소자인 다이오드와 트랜지스터의 기본 구조, 동작원리 및 주요 특성에 대해 개념적으로 설명하였다. 다이오드를 응용하여 교류를 직류로 변환하는 정류기 회로와 트랜지스터를 이용하여 미약한 전기신호의 전자적으로 확대 및 복사하는 증폭기 회로의 기본 구성과 동작원리에 대해서 설명하였다. 4장에서는 전기신호의 이산적인 정보처리 방법인 디지털 신호의 발생 및 표현법을 비롯하여 디지털 회로를 구성하는 기본 요소로서 논리 게이트와 플립-플롭의 구조, 동작원리 및 주요특성을 개념적으로 설명하였다. 다수의 논리 게이트를 조합하여 구성한 조합논리회로와 과거 출력의 일부를 피드백 경로를 통해서 플립-플롭에서 저장했다가 회로의 입력으로 되돌려 순차적인 응답을 처리하는 순서논리회로의 구성과 동작원리에 대해서 설명하였다. 5장에서는 멀리 떨어져 있는 사람들 간에 정보를 공유하기 위해서 전기신호를 전달하는 통신의 개념을 알아보고, 정보를 전기신호에 부여하는 부호화와 정보를 갖는 전기신호를 전자기파에 싣는 과정인 변조의 개념에 대해서 설명하였다. 통신시스템의 실제 고려사항을 비롯하여 필수 구성요소인 송신기, 수신기, 안테나와 전송선에 대해 개념적으로 설명하였다. 6장에서는 실제 사용하는 전기에너지의 발생, 변환, 전달을 담당하는 전력전송과 전력처리시스템에 대해서 설명하였다. 전력전송시스템은 자연에 존재하는 비전기적인 에너지를 전기에너지로 변환하는 발전기, 교류 전압의 크기를 높이거나 낮추는 변환을 수행하는 변압기, 전기에너지를 다른 곳으로 효과적으로 전달하는 통로에 해당하는 송전선과 배전선으로 구성되는데, 각부의 기본 구조와 동작원리에 대해서 설명하였다. 또한, 전력을 효과적으로 사용하기 위한 전력처리시스템의 구분, 동작원리 및 주요 특성에 대해서 살펴보았다. 부록에서는 단위와 차원, SI 접두어, 그리스 알파벳, 전기전자통신공학을 위한 기초수학을 다루었다.

CHAPTER 01 전기전자통신공학의 물리적 기초: 전자기학 1.1 전기전자통신공학의 기초 1.1.1 생활 속의 전기전자통신공학 1.1.2 전기전자통신공학을 위한 전자기학 1.2 전기의 이해 1.2.1 전기의 근원: 전하 1.2.2 전기력 1.2.3 전계 1.3 자기의 이해 1.3.1 자기의 근원: 자석과 전류 1.3.2 자기력 1.3.3 자계 1.4 전계와 자계에 의한 물질의 반응특성 1.4.1 전계에 의한 물질의 도전 반응특성: 도전율 1.4.2 전계에 의한 물질의 분극 반응특성: 유전율 1.4.3 자계에 의한 물질의 자화 반응특성: 투자율 1.5 전자기파의 이해 1.5.1 전계와 자계의 관계: 맥스웰 방정식과 전자기파 1.5.2 전자기파의 특성 1.5.3 전자기파의 전파원리 1.5.4 전자기 스펙트럼 ■ 연습문제 CHAPTER 02 수동소자의 조합 및 반응해석: 전기회로 2.1 전기회로의 기초 2.1.1 회로의 개념 2.1.2 회로소자: 수동소자와 능동소자 2.2 회로의 기본 물리량: 전압, 전류, 전력 2.2.1 전압(전위차) 2.2.2 전류 2.2.3 전력 2.3 전원의 이해 2.3.1 직류전원 2.3.2 교류전원 2.4 저항의 이해 2.4.1 저항의 개념 2.4.2 저항의 전류-전압 특성: 옴의 법칙과 줄의 법칙 2.5 인덕터의 이해 2.5.1 인덕턴스의 개념 2.5.2 인덕터의 전류-전압 특성: 유도기전력 2.6 캐패시터의 이해 2.6.1 캐패시턴스의 개념 2.6.2 캐패시터의 전압-전류 특성: 변위전류 ■ 연습문제 CHAPTER 03 능동소자의 조합과 동작해석: 전자회로 3.1 전자회로의 기초 3.1.1 능동소자의 개념: 다이오드와 트랜지스터 3.1.2 반도체의 종류와 특성 3.2 다이오드의 이해 3.2.1 다이오드의 구조와 동작원리 3.2.2 다이오드의 전압-전류 특성 3.2.3 다이오드의 동작점 *3.3 다이오드의 응용: 정류회로 3.3.1 정류회로의 기초 3.3.2 정류회로의 구성과 동작원리 3.3.3 평활기능을 갖는 정류회로 3.4 트랜지스터의 이해 3.4.1 트랜지스터의 구조와 동작원리 3.4.2 트랜지스터의 입출력 특성 3.4.3 트랜지스터의 동작점 *3.5 트랜지스터의 응용: 증폭회로 3.5.1 증폭회로의 기초 3.5.2 증폭회로의 구성과 동작원리 3.5.3 증폭회로의 해석 ■ 연습문제 CHAPTER 04 전기신호의 이산적인 정보처리: 디지털공학 4.1 디지털공학의 기초 4.1.1 디지털의 개념 4.1.2 아날로그 신호와 디지털 신호의 관계 4.1.3 디지털 회로의 필요성 4.1.4 디지털 신호의 생성법: 전자적인 스위칭 4.2 수의 체계와 코드의 이해 4.2.1 십진수와 2진수 4.2.2 8421 BCD 코드 4.2.3 디지털 시스템의 구성 4.3 논리 게이트의 기초 4.3.1 기본 논리 게이트: BUFFER, NOT, AND, OR 4.3.2 확장 논리 게이트: NAND, NOR, XOR, XNOR *4.4 논리 게이트의 응용: 조합논리회로 4.4.1 조합논리회로의 기본 구성 4.4.2 조합논리회로의 응용: 가산기 4.5 플립-플롭의 기초 4.5.1 피드백의 역할 4.5.2 기본 플립-플롭: S-R 래치와 S-R 플립-플롭 4.5.3 확장 플립-플롭: J-K 플립-플롭, D 플립-플롭, T 플립-플롭 *4.6 플립-플롭의 응용: 순서논리회로 4.6.1 순서논리회로의 기본 구성 4.6.2 순서논리회로의 응용: 카운터 ■ 연습문제 CHAPTER 05 전기신호의 효과적인 전달: 통신공학 5.1 통신공학의 기초 5.1.1 통신의 개념 5.1.2 파동의 이해: 음파와 전자기파 5.1.3 전자기파의 발생: 전자기파의 복사 5.1.4 전자기파를 이용한 통신: 유선통신과 무선통신 5.2 정보 변환의 이해 5.2.1 부호화의 원리 5.2.2 변조의 원리 5.3 통신시스템의 이해 5.3.1 통신시스템의 기본 구성 5.3.2 실제 통신시스템의 고려사항 5.4 송수신기의 이해 5.4.1 마이크와 스피커의 원리 5.4.2 발진기의 원리 5.4.3 변조기와 복조기의 원리 *5.5 안테나와 전송선의 이해 5.5.1 안테나의 원리 5.5.2 전송선의 원리 ■ 연습문제 CHAPTER 06 전기에너지의 이용: 전력 및 제어공학 6.1 전력 및 제어공학의 기초 6.1.1 전력전송의 개념 6.1.2 에너지 변환의 원리 6.1.3 전력처리의 개념 6.2 전동기(모터)의 이해 6.2.1 자석과 전류 사이에 작용하는 자기력 6.2.2 전동기의 동작원리 6.2.3 직류전동기와 교류전동기 6.3 발전기의 이해 6.3.1 전자기 유도 법칙 6.3.2 발전기의 동작원리 6.3.3 직류발전기와 교류발전기 6.4 변압기의 이해 6.4.1 상호유도 법칙 6.4.2 변압기의 동작원리 6.4.3 변압기의 응용 6.5 전력전송과 전력제어의 이해 6.5.1 송배전 6.5.2 전력전송방식 6.5.3 전력변환과 전력제어 ■ 연습문제 부록 A. 단위와 차원 B. SI 접두어 C. 그리스 알파벳 D. 전기전자통신공학을 위한 기초수학 ■ 찾아보기

우리의 일상생활 속을 보면 가정, 회사, 학교에 이르기까지 어디서든지 휴대전화, 컴퓨터, TV?라디오 방송, 인터넷 등과 같은 수많은 전기전자통신공학 관련 응용을 쉽게 접할 수 있다. 이들 중에서 어느 하나라도 없으면 생활에 불편함을 느낄 정도로 이제는 누구에게나 필수적인 부분이 되었다. 최근에는 휴대전화와 같은 각종 휴대기기에 전력을 공급하는 것도 전선이 없이 이루어지기 시작하였고, 문자, 음성, 영상, 데이터 등과 같은 정보들도 사람들끼리 주고받던 세상에서 이제는 사람과 사물을 넘어서 만물이 연결되는 세상으로 급격하게 발전하고 있다. 이처럼 우리가 편리하게 누리고 있는 전기전자통신공학 관련 응용들은 모두 오래전부터 오늘날에 이르기까지 수많은 연구자들이 전기에너지와 전기신호를 멀리 떨어진 곳까지 효과적으로 전달하고, 여러 사람이 함께 공유할 수 있도록 끊임없는 연구와 개발의 결실로 탄생한 것들이다. 오랜 세월 동안 전기전자통신공학에 관련된 새로운 이론, 기술 및 응용은 헤아릴 수 없을 정도로 많이 나왔지만 공통적인 핵심개념과 원리는 여전히 변하지 않았다. 전기전자통신공학 관련 분야를 전공하지 않는 일반인은 전기전자통신기기와 서비스의 사용법과 주의사항 정도만 알고 있으면 된다. 그러나 전기전자통신공학 관련 분야를 전공하는 학생들은 핵심개념과 동작원리를 잘 알아야 한다. 왜냐하면 학생들의 기본에 충실한 노력은 대학교를 졸업 후 전공분야에 진출했을 때 직면하게 되는 수많은 문제들을 해결할 수 있는 실마리를 제공해 줄 뿐만 아니라 새로운 이론, 기술 및 응용을 실현가능하게 해주는 밑거름이 되기 때문이다. 이 책은 전기, 전자, 전파, 정보, 통신, 기계, 자동차, 컴퓨터 공학 등의 분야를 전공하는 대학교 1학년 학생들이 전기전자통신공학의 전반을 이해하는데 필요한 핵심 개념을 위주로 다룬 개론서이다. 대부분의 전기전자통신공학 개론서들은 2~3학년의 세부전공에서 배우는 정규 교과과정의 내용들을 모아서 소개하는데, 세부전공을 충분히 이수한 학생들에게는 배운 내용을 한꺼번에 정리할 수 있다는 의미에서 좋을 수도 있지만 전공을 처음 접하는 학생들에게는 방대한 분량과 수식으로 인하여 부담감으로 작용하기도 한다. 그래서 이 책에서는 학생들이 전기전자통신공학 관련된 세부전공에 들어가기 전에 공통적으로 필요한 내용이 무엇인지 명확히 전달하고, 전체적인 윤곽을 쉽게 파악할 수 있도록 수학적인 내용은 최소한으로 줄이고, 많은 그림과 함께 핵심 개념을 위주로 설명하는 것에 중점을 두었다. 이 책의 특징은 다음과 같다. (1) 각 장의 첫 절을 읽으면 전체적인 윤곽을 파악할 수 있다. 각 장의 처음에 나오는 절에서는 해당하는 장에서 다루게 될 핵심 개념과 주요 용어를 그림과 함께 설명하여 전체적인 윤곽을 파악할 수 있도록 하였다. (2) 새로운 핵심 개념은 무엇을(What) → 왜(Why) → 어떻게(How) 순서로 알아본다. 본문에서 새로운 개념을 도입하는 첫 부분에서는 우선 질문을 통해서 무엇을 왜 배워야 하는지 알아보고, 이에 대한 간단한 답변을 통해 공감할 수 있도록 하였다. 그 다음에 좀 더 상세한 설명을 제시하여 새로운 개념을 이해하는데 도움이 되도록 하였다. (3) 핵심 개념을 그림으로 설명한다. 우리는 새로운 사실을 배울 때 오감을 통해서 인식하게 되는데, 그 중에서도 시각적인 부분으로 먼저 인지하게 되는 경우가 많다. 그래서 많은 그림과 함께 설명을 통해서 중요한 개념을 이해할 수 있도록 하였다. (4) 중요한 용어는 본문에서 쉽게 찾아서 익숙해지도록 한다. 전공용어는 익숙하지 않아서 처음에는 거부감이 들고, 낯설게 느껴진다. 그래서 책을 펼쳐 봤을 때 쉽게 찾아 볼 수 있고, 관련 내용이 어디 있는지를 한눈에 알 수 있도록 본문에 표시하였다. 그리고 중요한 용어는 한문과 영문을 병행으로 표기하여 의미를 좀 더 생각해볼 수 있도록 하였다. 2017년 6월 현승엽