추가 적립 안내

이 교재의 내용 중 3장 까지는 직류전원에서 전기에너지를 다루는 3가지 기본 용어인 전압( ), 전류( ) 및 전력( ), 이 값들을 회로에서 다룰 때 필요한 3가지 법칙인 옴의 법칙, 키르히호프의 전압 및 전류 법칙, 저항과 직류전원으로 구성된 회로에서 전압이나 전류 등을 구할 때 사용하는 3가지 방법인 메쉬법, 노드법 및 중첩의 원리, 이후 4장에서는 회로를 구성하는 3가지 수동 소자인 저항( ), 인턱터( ) 및 커패시터( )를 다루고, 5장에서부터 7장까지는 교류회로에서의 전압, 전류 등을 순시치 및 페이저 등으로 다루며, 직류회로에서 배웠던 해석법에 복소수를 적용하는 방법을 배우게 됩니다. 8장에서는 교류회로에서의 전력 계산과 역률 개선을, 9장에서는 유도결합회로 해석법과 페이저 궤적을 학습하며, 10장에서는 직병렬 공진회로, 11장에서는 3상 교류회로를, 12장에서는 신호해석의 기초가 되는 푸리에 급수 전개법과 비정현파의 해석법을, 13장에서는 주파수가 변화할 때 리액턴스 2단자망의 특성 및 각종 2단자망을, 14장에서는 4단자망 해석법 중 임피던스, 어드미턴스 및 전송 파라미터 구하는 방법과 그 응용을, 15장에서는 직류 및 교류 회로에서의 과도현상을, 마지막으로 16장에서는 미분방정식의 해법과 제어공학에서 활용되는 라플라스변환을 배우게 됩니다.

회로이론을 공부하면서 교류회로 해석에 어려움을 호소하는 학생들이 많은데, 이는 복소수 다루는 것이 서투르기 때문인 경우가 대부분입니다. 필요할 경우 항상 복소수의 직교좌표형식과 극좌표형식을 상호 변환함으로써 복소수의 4칙 연산( )을 자유롭게 할 수 있어야 하며, 단지 수학을 잘 못해서 회로이론을 못한다는 그릇된 생각은 버리시기 바랍니다. 이 밖에 메쉬법, 노드법 및 중첩의 원리를 3장에서 철저히 학습해서, 교재 또는 시험 등에서 만나게 되는 여러 종류의 회로에 대한 전압, 전류를 구할 수 있어야 합니다. 1학기에 이러한 내용 습득에 소홀하면, 결국 2학기부터 배우게 되는 각종 회로 해석 및 응용을 따라가기가 어렵게 됩니다. 즉, 여러분이 만나는 회로의 전압, 전류를 구할 수 있어야 전력 등 필요한 회로의 다른 특성을 학습할 수 있는데, 기본적인 정보를 모르는 상태에서 더 심화된 내용을 이해하기는 매우 곤란하기 때문입니다. 특히 2학기 들어 회로이론 학습하는데 어려움을 느낀다면 교재의 3장, 6장 및 7장을 중점적으로 복습하기 바랍니다.

제1장 전압, 전류, 전력과 전기회로
1.1 대전
1.2 전기를 표시하는 3가지 물리량
1.3 전원과 회로 특성을 대표하는 3가지 부하
1.4 회로이론을 대표하는 3가지 법칙
1.5 KVL, KCL 및 옴의 법칙을 이용한 회로 해석

제2장 직류 저항 회로
2.1 직렬 저항회로
2.2 병렬 저항회로
2.3 배율기(분압계)와 분류기
2.4 컨덕턴스
2.5 직병렬 저항회로
2.6 직류 브리지(bridge) 회로
2.7 Δ-Y등가 변환

제3장 복잡한 회로망 해석법
3.1 회로망 용어
3.2 메쉬 해석법
3.3 노드 해석법
3.4 이상 전원(ideal source)
3.5 전원의 변환법
3.6 밀만(Millman)의 정리
3.7 중첩의 원리
3.8 테브난의 정리와 노턴의 정리
3.9 접지와 기준 전위

제4장 인덕터와 커패시터
4.1 인덕터
4.2 di/dt의 의미
4.3 미분식의 변환
4.4 미분을 이용한 전류, 전력의 정의
4.5 커패시터
4.6 v(t)=L di(t)/dt 및 i(t)=C dv(t)/dt 의 의미

제5장 정현파 교류회로의 기초
5.1 호도법
5.2 정현파 교류의 순시치 식
5.3 교류의 위상차
5.4 정현파 교류의 평균값과 실효값
5.5 저항과 정현파 교류
5.6 인덕턴스와 정현파 교류
5.7 커패시턴스와 정현파 교류
5.8 RL직렬회로

제6장 페이저와 복소수
6.1 sine 함수의 페이저 표시법
6.2 복소수
6.3 복소평면과 직교좌표형식
6.4 복소수의 4칙 연산
6.5 복소수의 극좌표형식
6.6 복소수의 삼각함수 형식과 지수함수 형식
6.7 허수 단위 j의 의미
6.8 페이저에 의한 정현파 교류의 계산법
6.9 RLC소자와 정현파 교류 전압, 전류의 페이저 해석법

제7장 정현파 교류회로의 페이저 해석법
7.1 RL직렬회로
7.2 RC직렬회로
7.3 RLC직렬회로
7.4 병렬회로의 합성 임피던스
7.5 어드미턴스
7.6 복잡한 교류 회로망의 해석법
7.7 페이저로 표시된 정현파 교류회로에 대한 각종 회로망 정리의 적용

제8장 전력
8.1 전력의 정의
8.2 정현파 교류 회로에서의 전력
8.3 역률
8.4 무효전력과 피상전력
8.5 복소 전력
8.6 역률의 개선
8.7 최대 전력 전달 조건

제9장 유도 결합 회로와 페이저 궤적
9.1 유도 결합 회로
9.2 상호 인덕턴스의 계산과 결합계수
9.3 유도 결합 회로의 해석
9.4 유도 결합회로의 등가 회로
9.5 자기 인덕턴스의 합성법
9.6 커패시턴스의 합성법
9.7 교류 브리지 회로
9.8 페이저 궤적

제10장 주파수 변동 회로
10.1 RLC 직렬공진 회로
10.2 공진 곡선과 선택도
10.3 병렬공진회로
10.4 주파수 응답

제11장 3상 교류 회로
11.1 3상 교류의 발생
11.2 3상 회로의 결선법
11.3 평형 3상 회로의 해석법
11.4 불평형 3상 회로의 해석법
11.5 평형 3상 회로의 전력
11.6 3상 전력의 측정
11.7 3상 V 결선
11.8 대칭좌표법

제12장 비정현파의 해석
12.1 비정현파의 푸리에 급수 전개
12.2 푸리에 급수 전개
12.3 대칭파형의 푸리에 급수 전개
12.4 비정현파의 평균값과 실효값
12.5 비정현파 회로의 해석
12.6 비정현파의 전력 및 등가 정현파

제13장 2단자망
13.1 복소 임피던스
13.2 리액턴스 2단자망
13.3 쌍대 회로
13.4 역회로
13.5 정저항 회로

제14장 4단자망
14.1 4단자망의 구성
14.2 임피던스 파라미터(impedance parameter)
14.3 어드미턴스 파라미터(admittance parameter)
14.4 하이브리드 파라미터(hybrid parameter)
14.5 전송 파라미터
14.6 영상 파라미터
14.7 임피던스 정합회로

제15장 과도현상
15.1 직류 RC 직렬회로
15.2 직류 RL 직렬회로
15.3 직류 RC, RL 직렬 회로의 비교
15.4 직류 RLC 직렬회로의 자연 응답
15.5 교류회로의 과도현상

제16장 라플라스 변환

머리말

회로이론은 전기공학, 전자공학, 통신공학, 제어계측공학, 메카트로닉스공학 등의 분야를 전공하는 학생에게뿐 아니라 기계공학, 건축공학, 화학공학 등 공학계열 전체 학생들이 공학에 대한 기초 소양을 공부할 때 필수적인 교과목입니다. 그 이유는 전기에너지가 인간 생활에서 없으면 절대로 안 되는 식량, 공기 등과 같이 가정이나 산업체를 움직이는데 반드시 필요한 에너지원 또는 제어 신호원으로 사용되기 때문입니다. 회로이론은 전기에너지를 관리하는 경우, 전기관련 시설물 또는 건축물을 건설하는 경우, 각종 전기기기를 다루는 경우 이에 필요한 전기기사, 전기공사기사 또는 기술사 등의 자격증 취득에 반드시 필요한 교과목입니다. 또한 다양한 회로를 설계하거나 실험할 경우 또는 차후 여러분이 만나게 될 디지털회로, 전자회로, 전력공학, 전력전자회로, 제어공학, 전기설비, 전기기기, 신호처리, 에너지 변환, 신재생에너지, 전기응용 등 대부분의 전기, 전자 및 통신공학 관련 교과목 학습에도 반드시 회로이론에 대한 이해가 필요합니다. 따라서 회로이론을 적극적으로 학습해서 그 내용을 잘 이해하게 된다면, 전공분야에 대한 순조로운 적응에 결정적인 영향을 미치게 됩니다. 비전공자라 하더라도 산업체에서 만나게 되는 모든 기기에는 에너지원 또는 그 기기에 필요한 제어회로의 신호원으로 전기에너지가 사용되므로 회로이론에 대한 이해는 필수적입니다.

이 교재의 내용 중 3장 까지는 직류전원에서 전기에너지를 다루는 3가지 기본 용어인 전압( ), 전류( ) 및 전력( ), 이 값들을 회로에서 다룰 때 필요한 3가지 법칙인 옴의 법칙, 키르히호프의 전압 및 전류 법칙, 저항과 직류전원으로 구성된 회로에서 전압이나 전류 등을 구할 때 사용하는 3가지 방법인 메쉬법, 노드법 및 중첩의 원리, 이후 4장에서는 회로를 구성하는 3가지 수동 소자인 저항( ), 인턱터( ) 및 커패시터( )를 다루고, 5장에서부터 7장까지는 교류회로에서의 전압, 전류 등을 순시치 및 페이저 등으로 다루며, 직류회로에서 배웠던 해석법에 복소수를 적용하는 방법을 배우게 됩니다. 8장에서는 교류회로에서의 전력 계산과 역률 개선을, 9장에서는 유도결합회로 해석법과 페이저 궤적을 학습하며, 10장에서는 직병렬 공진회로, 11장에서는 3상 교류회로를, 12장에서는 신호해석의 기초가 되는 푸리에 급수 전개법과 비정현파의 해석법을, 13장에서는 주파수가 변화할 때 리액턴스 2단자망의 특성 및 각종 2단자망을, 14장에서는 4단자망 해석법 중 임피던스, 어드미턴스 및 전송 파라미터 구하는 방법과 그 응용을, 15장에서는 직류 및 교류 회로에서의 과도현상을, 마지막으로 16장에서는 미분방정식의 해법과 제어공학에서 활용되는 라플라스변환을 배우게 됩니다.

이 교재는 매 주 3시간씩 강의하면 2학기 만에 마칠 수 있도록 계획했습니다. 그러나 교재의 내용을 모두 다룰 만큼 여건이 충분하지 못하다면 4장의 적분에 대한 내용, 5.8 직렬회로, 6.7 허수단위 의 의미, 6.8 페이저에 의한 삼각함수 계산법, 9.4 유도결합 회로의 등가 회로, 9.8 페이저 궤적, 10.4 주파수 응답, 11.4 불평형 3상 회로의 해석법, 11.6 3상 전력의 측정, 11.8 대칭 좌표법, 12.3 대칭파형의 푸리에 급수 전개, 13.2 리액턴스 2단자망 일부, 14.4 하이브리드 파라미터, 14.7 임피던스 정합회로, 15.6 교류회로의 과도현상, 16.6.4 간단한 교류회로의 해석 등은 생략해도 됩니다. 위 내용은 불필요하다는 것이 아니라 회로의 전반적인 해석에서 상대적으로 순위가 뒤쳐진 것으로 생각하십시오.

회로이론을 공부하면서 교류회로 해석에 어려움을 호소하는 학생들이 많은데, 이는 복소수 다루는 것이 서투르기 때문인 경우가 대부분입니다. 필요할 경우 항상 복소수의 직교좌표형식과 극좌표형식을 상호 변환함으로써 복소수의 4칙 연산( )을 자유롭게 할 수 있어야 하며, 단지 수학을 잘 못해서 회로이론을 못한다는 그릇된 생각은 버리시기 바랍니다. 이 밖에 메쉬법, 노드법 및 중첩의 원리를 3장에서 철저히 학습해서, 교재 또는 시험 등에서 만나게 되는 여러 종류의 회로에 대한 전압, 전류를 구할 수 있어야 합니다. 1학기에 이러한 내용 습득에 소홀하면, 결국 2학기부터 배우게 되는 각종 회로 해석 및 응용을 따라가기가 어렵게 됩니다. 즉, 여러분이 만나는 회로의 전압, 전류를 구할 수 있어야 전력 등 필요한 회로의 다른 특성을 학습할 수 있는데, 기본적인 정보를 모르는 상태에서 더 심화된 내용을 이해하기는 매우 곤란하기 때문입니다. 특히 2학기 들어 회로이론 학습하는데 어려움을 느낀다면 교재의 3장, 6장 및 7장을 중점적으로 복습하기 바랍니다.

교재의 내용 중 예제 다음에는 반드시 익힘 문제를 연결해서 예제에서의 풀이 방법을 한 번 더 학습할 수 있도록 구성했으며, 각 장 마지막에는 본문 중 중요한 내용을 복습할 수 있는 다양한 연습문제를 제공했습니다. 또한, 교재 전체 내용에 대한 저의 강의 장면을 촬영해서 만든 동영상 자료(회로이론 ; 교재의 1장 - 7장, 회로망 이론 ; 교재의 8장 - 16장), 익힘 문제, 연습 문제 및 기존에 출제되었던 시험문제 예와 상세한 풀이는 동양미래대학교 홈페이지(http://www.dongyang.ac.kr)의 공개강좌(http://ocw.dongyang.ac.kr/index.html)에서 아무런 등록 절차 없이 항상 자유롭게 이용할 수 있습니다. 공개강좌에서는 전기기사 또는 전기공사기사 자격증 과목인 회로이론에 대한 동영상 강좌(회로이론연습) 및 PSpice를 이용해서 교류회로를 집중적으로 시뮬레이션하는 동영상 강좌(회로CAD)도 활용할 수 있습니다. 회로이론 교과목에 대한 가장 최근의 시험문제 및 풀이를 항상 업데이트 해 놓은 저의 미니홈페이지인 싸이월드(http://www.cyworld.com/electric_circuits)도 참고하기 바랍니다. 회로이론 학습에 대한 질문은 wms@dongyang.ac.kr로 하시면 됩니다. 회로이론 내용을 완벽하게 익히도록 최선을 다 하십시오. 여러분의 행운을 진심으로 기원합니다.

2014년 1월
왕문성