옛날에는 사람의 몸을 보호해주는 옷, 사람이 먹을 수 있는 음식, 사람이 주거할 수 있는 공간인 집을 통틀어 이르는 의식주가 사람이 살기 위해 필요한 최소한의 요건이었다. 오늘날에는 의식주뿐만 아니라 사람과 사물의 공간적인 이동을 도와주는 교통을 비롯하여 시간과 공간적으로 음성, 영상, 데이터 등의 각종 정보의 이동을 가능하게 해주는 통신도 중요한 요소가 되면서 의식주와 교통 및 통신을 함께 이르는 “의식주통”이 우리 생활에서는 없어서는 안될 필수요건이 되었다. 최근에는 의식주통과 전기전자공학의 스마트 기술이 융합되어 스마트 웨어러블, 스마트 푸드, 스마트 팜, 스마트 빌딩, 스마트 건설, 스마트 빌리지, 스마트 자동차, 스마트 항공우주 산업 등으로 우리의 일상생활 곳곳에서 적용 범위와 활용도가 점차 넓어지고 있다. 전기전자공학의 기술 발전에 힘입어 이제는 사람, 사물, 데이터 등의 모든 것들이 인터넷으로 연결되어 새로운 가치와 경험을 창출해내는 만물인터넷(IoE, Internet of Everything)의 시대로 거듭나고 있으며, 전기전자공학은 통신공학, 컴퓨터공학, 자동차공학, 조선해양공학, 항공우주공학, 로봇공학 등의 공학계열뿐만 아니라 인문, 사회, 교육, 자연, 의학, 예체능 계열 등에 이르는 다양한 분야와도 융합하여 응용되고 있다.

이러한 추세에 따라 저자는 전기, 전자, 전파, 정보, 통신, 기계, 자동차, 컴퓨터, 로봇공학 등의 분야를 전공하는 대학교의 1학년 학생들을 대상으로 핵심 개념을 위주로 전반적인 내용을 다룬 개론서인 전기전자통신공학 개론을 2017년에 초판과 2024년에 개정판을 출간한 바 있다. 많은 대학교에서 전기전자통신공학 개론을 강의 교재로 채택하였는데, 교수, 강사, 학생들로부터 전기전자공학의 필요성과 중요성을 학생들이 인식하는데 도움이 될만한 기초적인 내용을 좀 더 보완하면 좋겠다는 의견이 있었으며, 지난 7년 동안 저자가 전기전자통신공학 개론 강의를 진행하면서 처음 배우는 대학생들에게 관련 지식을 잘 전달하기 위해 적용했던 내용을 정리하여 이번에 전기전자공학 개론을 신간으로 출간하게 되었다.

기존에 출간했던 전기전자통신공학 개론에서 다소 난이도가 있었던 통신공학 관련 부분의 내용을 대폭 줄이는 대신에 전기전자공학의 기초에 해당하는 내용의 필요성과 중요성을 보완하였다. 특히 “전기전자공학은 누구에게, 언제, 어디서 필요한가?”와 “전기전자공학에서 무엇을, 어떻게, 왜 배워야 하는가?” 대한 질문의 답을 찾아가는 과정에 대한 설명을 비롯하여 “전기전자공학에서 다루는 물리량에 대한 수와 단위 표기법”에 대한 최신 정보를 반영한 예제와 함께 별도의 장으로 구성하였다. 또한 최근 전 세계적으로 이슈가 되고 있는 “반도체란 무엇인가?”에 대한 질문을 통해서 반도체 물질, 반도체 소자, 반도체 산업에 대해 이해할 수 있도록 일부 내용을 반영하였다. 부록에서는 전기전자공학의 주요 역사를 표로 정리하였고, 전기전자공학에서 수학의 역할에 대한 설명을 추가하였다.

[목 차]
  

CHAPTER 00 전기전자공학의 이해

0.1 전기전자공학의 육하원칙(5W1H)

0.2 전기전자공학은 누구에게, 언제, 어디서 필요한가?

0.2.1 생활 속 전기전자공학의 활용

0.2.2 전기전자공학자의 역할

0.3 전기전자공학에서 무엇을, 어떻게, 왜 배우는가?

0.3.1 전기전자공학의 구성

0.3.2 전기전자공학의 기본 개념: 전기에너지와 전기신호

0.3.3 전기전자기기의 기본 구성: 하드웨어와 소프트웨어

0.4 전기전자공학에서 다루는 물리량의 표기법: 수와 단위

0.4.1 물리량의 단위와 차원

0.4.2 SI 접두어

0.4.3 그리스 알파벳

연습문제

 

CHAPTER 01 전기전자공학의 물리적 기초: 전자기학

1.1 전기전자공학을 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 조합과 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 저항기의 이해

2.4.1 저항값의 개념

2.4.2 저항기의 전압-전류 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: 반도체와 전자회로

3.1 반도체의 기초

3.1.1 반도체의 응용과 역할

3.1.2 반도체의 의미

3.2 전자회로의 기초

3.2.1 능동소자의 개념: 다이오드와 트랜지스터

3.2.2 반도체 물질의 종류와 특성

3.3 다이오드의 이해

3.3.1 다이오드의 구조와 동작원리

3.3.2 다이오드의 전압-전류 특성

3.3.3 다이오드의 동작점

3.4 다이오드의 응용: 정류회로

3.4.1 정류회로의 기초

3.4.2 정류회로의 구성과 동작원리

3.4.3 평활기능을 갖는 정류회로

3.5 트랜지스터의 이해

3.5.1 트랜지스터의 구조와 동작원리

3.5.2 트랜지스터의 입출력 특성

3.5.3 트랜지스터의 동작점

3.6 트랜지스터의 응용: 증폭회로

3.6.1 증폭회로의 기초

3.6.2 증폭회로의 구성과 동작원리

3.6.3 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 전기에너지의 이용: 전력 및 제어공학

5.1 전력 및 제어공학의 기초

5.1.1 전력전송의 개념

5.1.2 에너지 변환의 원리

5.1.3 전력처리의 개념

5.2 전동기(모터)의 이해

5.2.1 자석과 전류 사이에 작용하는 자기력

5.2.2 전동기의 동작원리

5.2.3 직류전동기와 교류전동기

5.3 발전기의 이해

5.3.1 전자기 유도 법칙

5.3.2 발전기의 동작원리

5.3.3 직류발전기와 교류발전기

5.4 변압기의 이해

5.4.1 상호유도 법칙

5.4.2 변압기의 동작원리

5.4.3 변압기의 응용

5.5 전력전송과 전력제어의 이해

5.5.1 송배전

5.5.2 전력전송방식

5.5.3 전력변환과 전력제어

연습문제

 

부록

A. 전기전자공학의 주요 역사

B. 전기전자공학을 위한 기초수학