목차
1 서론
1-1 서론 ... 1
1-2 전자기학 : 역사와 중요성 ... 1
1-3 차원과 단위 ... 5
1-4 기본단위와 2차적 단위 ... 6
1-5 기호와 표기를 어떻게 읽는가? ... 8
1-6 방정식과 문제의 번호매김 ... 10
1-7 차원적 해석 ... 10
1-8 벡터 해석 ... 11
1-9 좌표계의 개요 ... 27
1-10 요약 ... 35
연습문제 ... 36
2 정전기장
2-1 서론 ... 40
2-2 점전하 사이의 힘과 Coulomb법칙 ... 41
2-3 이상과 통계 ... 49
2-4 전장세기, E ... 49
2-5 정량, 오른손법칙 및 외향 개념 ... 53
2-6 여러 개의 점전하에 의한 전장과 중첩원리 ... 53
2-7 전하분포 ... 55
2-8 스칼라전위, V ... 59
2-9 전장의 선적분으로서의 스칼라전위 ... 62
2-10 전장유선과 등전위경계선 : 직교성 ... 65
2-11 전장매핑 ... 73
2-12 전하분포의 전위와 전위의 중첩원리 ... 79
2-13 모멘트법(MM)에 의한 선전하분포 ... 82
2-14 전위의 경도로서의 전장 ... 84
2-15 전속 ... 87
2-16 폐표면에서의 전속 ; Gauss법칙 ; Maxwell방정식 ... 89
2-17 전하의 단일각 ... 91
2-18 단일 전도성 각 ; Faraday케이지 ... 94
2-19 커패시터와 정전용량 ... 96
2-20 지구 커패시터 ; 자동정전파일럿 ... 99
2-21 요약 ... 104
연습문제 ... 105
3 전장에서 움직이는 대전입자
3-1 서론 ... 113
3-2 전장에서 움직이는 전하 ... 113
3-3 음극선과(CRT) ... 116
3-4 잉크젯프린터 ... 119
3-5 코로나 ... 120
3-6 정전침전기 ... 121
3-7 정전페인팅 ... 127
3-8 정전기적으로 만들어진 사포와 카페트 ... 127
3-9 정전기적 분리장치 ... 128
3-10 정전기 건조사진복사기 ... 129
3-11 정전기제거장치 ... 130
3-12 요약 ... 132
연습문제 ... 132
4 유전체 내에서의 정전장
4-1 서론 ... 135
4-2 균질성, 선형성, 등방성 ... 135
4-3 유전체, 유전율, 유전율표 ... 136
4-4 유전체 내에서의 전장 ... 136
4-5 전기쌍극자와 전기쌍극자모멘트 ... 138
4-6 분극 ... 140
4-7 경계관계 ... 145
4-8 경계관계들의 표 ... 150
4-9 유전체를 갖는 커패시터 ... 150
4-10 유전체세기 ... 152
4-11 커패시터 내의 에너지와 에너지밀도 ... 153
4-12 동축전송선로 ... 157
4-13 전하의 두 선 ... 159
4-14 두 도선 전송선로 ... 161
4-15 단일도선 전송선로 ... 162
4-16 전속관과 전장셀 ... 163
4-17 심장쌍극자장 ... 170
4-18 전속밀도 D의 발산 ... 170
4-19 Gauss법칙으로부터 나오는 Maxwell발산방정식 ... 174
4-20 발산정리 ... 176
4-21 커패시터 내에서의 D와 P의 발산 ... 176
4-22 Laplace연산자 ; Poisson방정식과 Laplace방정식 ... 179
4-23 요약 ... 180
연습문제 ... 181
5 정전류
5-1 서론 ... 185
5-2 전류 ; 전류밀도 ... 185
5-3 저항과 Ohm법칙 ... 187
5-4 전력 관계식과 Joule법칙 ... 189
5-5 전기회로 ... 190
5-6 저항, 고유저항, 컨덕턴스, 전도도 및 초전도도 ... 190
5-7 한점에서 Ohm법칙 ... 193
5-8 유전체, 도체, 및 반도체 ... 194
5-9 전도도의 표 ... 196
5-10 Kirchhoff전압법칙과 전위차와 기전력(emf)의 차이 ... 199
5-11 전류관 ... 202
5-12 Kirchhoff전류법칙 ... 203
5-13 J의 발산과 전류의 연속관계식 ... 205
5-14 도체 - 절연체 경계면에서의 전류와 전장 ... 206
5-15 도체 - 도체 경계면에서의 전류와 전장 ... 208
5-16 전류매핑과 간단한 구조의 저항 ; 도체셀 ... 209
5-17 도전매질에 대한 Laplace방정식 ... 213
5-18 번개, 접지, 및 대기의 전도도 ... 214
5-19 요약 ... 218
연습문제 ... 219
6 정전류의 정자장
6-1 서론 ... 223
6-2 자장 내에서 전류가 흐르는 도선이 받는 힘 ... 224
6-3 전류운반요소의 자장 : Biot - Savart 법칙 ... 227
6-4 2개의 평행선형도체 사이의 힘 ; Amp$\grave{e}$re정의 ... 230
6-5 자속Ψ_m과 자속밀도 B ... 231
6-6 폐표면에 걸친 자속 ; Gauss법칙 (Maxwell방정식) ... 233
6-7 루프상의 토크 ; 자기모멘트 ... 233
6-8 솔레노이드 ... 235
6-9 인덕터와 인덕턴스 ... 237
6-10 단순구조의 인덕턴스 ... 238
6-11 Amp$\grave{e}$re법칙과 H ... 241
6-12 도전매질에 대한 Amp$\grave{e}$re법칙의 응용과 Maxwell방정식 ... 244
6-13 정자기퍼텐셜 U와 mmf F ... 245
6-14 장셀과 투자율 ... 249
6-15 회전 ... 251
6-16 Maxwell의 첫 번째 회전방정식 ... 257
6-17 델(▽)에 관련된 연산의 요약 ... 258
6-18 발산과 회전의 비교 ... 260
6-19 벡터퍼텐셜 ... 262
6-20 균일장 디바이스 ... 267
6-21 요약 ... 267
연습문제 ... 269
7 정자장 내에서 도체와 대전입자의 운동
7-1 서론 ... 275
7-2 정자장 내에서 대전입자의 운동 ... 275
7-3 음극선관, 자기편향 ... 279
7-4 사이클로트론 ... 281
7-5 질량분광사진기 또는 입자분리기 ... 285
7-6 자기거울과 병 ... 285
7-7 D'Arsonval미터 ... 287
7-8 회전모터 ... 289
7-9 선형모터 ... 290
7-10 자기부상(MAGLEV) ... 292
7-11 Hall효과 발전기 ... 294
7-12 정자장 내에서의 운동도체 ... 297
7-13 운동도체발전기 ... 299
7-14 자기제동 ... 300
7-15 요약 ... 301
연습문제 ... 302
8 강자성체의 정자장
8-1 서론 ... 306
8-2 원자루프 ... 306
8-3 자기쌍극자, 루프, 및 솔레노이드 ... 309
8-4 자성재료 ... 313
8-5 비투자율 ... 315
8-6 자기쌍극자와 자화 ... 316
8-7 균일하게 자화된 막대와 등가 공심솔레노이드 ... 318
8-8 자기벡터 B, H, M ... 321
8-8 자화된 막대 : 자극모델과 전류모델 ... 324
8-9 인덕터에서의 에너지와 에너지밀도 ... 329
8-10 경계관계 ... 333
8-11 강자성 ... 336
8-12 자화곡선 ... 338
8-13 히스테리시스 ... 344
8-14 자석의 에너지 ... 346
8-15 영구자석 ... 348
8-16 영구자석물질의 표 ... 349
8-17 감자작용 ... 350
8-18 자기회로 ; 릴럭턴스와 퍼미언스 ... 352
8-19 자장매핑 ; 자장셀 ... 356
8-20 전기, 자기, 및 전류 경우의 장맵 비교 ... 361
8-21 공극이 없는 회로 ... 365
8-22 공극이 있는 자기회로 ... 366
8-23 공극의 자력 ... 368
8-24 공극이 있는 영구자석 ... 369
8-25 정전장과 정자장의 비교 ... 371
8-26 분극과 자화를 포함한 전장과 자장 관계의 비교 ... 371
8-27 자기단극이 존재하는가? ... 371
8-28 요약 ... 374
연습문제 ... 374
9 해석적, 수치적 및 컴퓨터에 의한 장매핑과 아날로그 기술
9-1 서론 ... 380
9-2 직교좌표계에서 Laplace방정식 : 변수분리 ... 381
9-3 예제 9 - 1 : 평행평판커패시터 ... 383
9-4 단일성 ... 385
9-5 반복적인 Laplace해 ... 387
9-6 예제 9 - 2 : 반복적 Laplace에 의한 덮개가 있는 무한 정사각형 홈통 ... 388
9-7 예제 9 - 3 : 네 면 모두 전위가 다른 무한 정사각형 홈통 ... 391
9-8 Kifchhoff법칙을 사용한 Laplace방정식의 아날로그 - 컴퓨터 해 ... 393
9-9 예제 9 - 4 : 두 도체판 사이의 도체스트립 ... 396
9-10 원통좌표계와 구좌표계에서 Laplace방정식의 해 ... 402
9-11 예제 9 - 5 : 동축선로 ... 403
9-12 Poisson방정식 ... 406
9-13 예제 9 - 6 : 공간전하를 갖는 평행평판커패시터 ... 407
9-14 예제 9 - 7 : 반도체접합 ... 410
9-15 영상이론 ... 414
9-16 예제 9 - 8 : 평평한 도전성 지평면 위에서의 대전원통형 도체 ... 415
9-17 예제 9 - 9 : 평평한 도전성 지평면 위에서의 전류운반도체 ... 416
9-18 요약 ... 417
연습문제 ... 418
10 시변전자장
10-1 서론 ... 424
10-2 Faraday법칙 ... 424
10-3 자장 내에서의 도체 운동 ... 428
10-4 유도의 일반적인 경우 ... 428
10-5 유도에 관한 예제 ... 429
10-6 Stokes정리 ... 433
10-7 Faraday법칙으로부터의 Maxwell방정식 : 미분형 ... 435
10-8 자기 및 상호 인덕턴스 ... 436
10-9 강자성체의 교류반응 ... 438
10-10 와류 ... 440
10-11 변위전류 ... 440
10-12 Ampere법칙으로부터 Maxwell방정식 : 완전한 표현식 ... 442
10-13 페이저 ... 444
10-14 유전체히스테리시스 ... 445
10-15 MAGLEV(자기부상)열차의 푸시풀 추진 ... 450
10-16 경계관계 ... 450
10-17 일반적인 장 관계식 ... 453
10-18 전장과 자장의 관계식의 비교 ... 454
10-19 요약 ... 455
연습문제 ... 456
11 장 이론과 회로 이론과의 관계 : Maxwell방정식
11-1 서론 ... 464
11-2 회로 이론과 장 이론의 응용 ... 466
11-3 직렬 회로 : 장 이론과 회로 이론의 비교 ... 467
11-4 회로방정식의 일반화로서 Maxwell방정식 ... 470
11-5 자유공간에서 Maxwell방정식 ... 473
11-6 정현파로 변하는 장의 Maxwell방정식 ... 473
11-7 Maxwell방정식의 표 ... 474
11-8 요약 ... 474
연습문제 ... 476
12 전자기파와 전송선로
12-1 서론 ... 478
12-2 공간과 전송선로에서의 파에 대한 파동방정식 ... 480
12-3 동축, 두 도선 및 스트립전송선로 ... 491
12-4 무한하고 균일한 전송선로 : 특성임피던스 ... 492
12-5 매질임피던스와 두 도선 동축선로, 및 스트립전송선로의 임피던스 ... 496
12-6 종단된 균일전송선로 ... 504
12-7 반사계수, 슬롯선로와 Smith도표 ... 513
12-8 방향성 결합기 ... 525
12-9 λ/4변환기와 대역폭 : 테이퍼드 전이 ... 526
12-10.1 펄스와 과도현상 ... 531
12-10.2 λ/4변환기에서의 전파 반사 ... 534
12-10.3 S 또는 산란파라미터 ... 538
12-11 상대위상속도와 굴절류 ... 540
12-12 군속도 ... 541
12-13 진행파와 정재파 ... 545
12-14 도체와 유전체 ... 551
12-15 도전매질과 손실이 있는 선로 ... 554
12-16 경계면에서 평면파 : 흡수체 ... 560
12-17 전력과 에너지의 관계 ... 573
12-18 전송선로에서의 전력의 흐름 ... 579
12-19 Poynting벡터의 회로응용 ... 581
12-20 축색돌기 ; 능동, 무손실, 무잡음, 전송선로 ... 585
12-21 전송선로의 차폐 ... 587
12-22 무선링크 전송선로 ... 588
12-23 파동방정식의 일반적 전개 ... 590
12-24 회로와 장관계의 표 ... 592
12-25 전송선로와 파동에 대한 임피던스, 속도, 감쇠, 위상과 다른 상수표 ... 593
12-26 요약 ... 594
연습문제 ... 594
13 편파, 반사, 굴절 및 회절
13-1 서론 ... 605
13-2 선형, 타원, 및 원편파 ... 605
13-3 타원 및 원편파의 Poynting벡터 ... 608
13-4 편파타원과 Poincar$\acute{e}$구 ... 610
13-5 반사, 굴절, 및 회절 ... 615
13-6 경사입사 ... 615
13-7 평면타원편파, 경사입사 ... 623
13-8 Huygens원리와 물리광학 ... 628
13-9 기하학적 광학 개념 ... 632
13-10 요약 ... 634
연습문제 ... 635
14 도파관과 공진기
14-1 서론 ... 638
14-2 회로, 선로, 및 도파관 : 비교 ... 638
14-3 무한평행평판전송선로 또는 도파관의 TE모드파 ... 639
14-4 중공 구형도파관 ... 647
14-5 중공 원통형도파관 ... 664
14-6 다른 단면을 갖는 중공도파관 ... 673
14-7 차단보다 낮은 주파수에서의 감쇠 ... 674
14-8 차단보다 높은 주파수에서의 감쇠 ... 676
14-9 도파관장치 ... 682
14-10 도파관의 개구(IRIS) 이론 ... 683
14-11 고유, 특성, 및 파동임피던스 ... 684
14-12 면경계에 평행으로 진행하는 파 ... 686
14-13 개방도파관 ... 690
14-14 유전체판 도파관 ... 693
14-15 유전체섬유, 유전체막대 도파관 : 섬유광학 ... 697
14-16 망막의 광섬유 ... 700
14-17 공동공진기 ... 702
14-18 전자파 적응성(EMC)챔버와 마이크로웨이브오븐 ... 708
14-19 유전체공진기(DRs) ... 711
14-20 요약 ... 713
연습문제 ... 714
15 안테나와 복사
15-1 서론 ... 719
15-2 안테나파라미터 ... 719
15-3 안테나에레이 ... 731
15-4 지연퍼텐셜 ... 743
15-5 짧은 다이폴안테나와 복사저항 ... 745
15-6 λ/2와 3λ/2다이폴의 복사패턴과 복사저항 ... 759
15-7 브로드사이드어레이 ... 761
15-8 λ/2다이폴안테나의 전장 ... 765
15-9 안테나 종류 ... 769
15-10 Friis공식과 레이더 방정식 ... 778
15-11 안테나 온도, 신호 대 잡음비, 원격감지 ... 782
15-12 요약 ... 782
연습문제 ... 789
부록
A 단위, 상수, 기타 유용한 관계들 ... 800
A-1 단위(기본, 기계, 전기, 자기) ... 800
A-2 재료상수(유전율, 전도도, 유전세기 전력률 및 고유저항) ... 807
A-3 유전율 관계식 ... 809
A-4 전송선로 관계식 ... 809
A-5 Smith도표 ... 813
A-6 그림문자표(알파벳이 아닌 그림기호) ... 814
B 컴퓨터 프로그램 ... 815
C 참고문헌 ... 837
D 별표 연습문제의 해답 ... 839
찾아보기 ... 842
닫기