한번에 배우는 전자기학

프롤로그 ⅱ

PART 01
제1장 서론
1.1 전자기 현상의 원천은 전하 5
1.2 전하가 만드는 현상: 힘(force)과 장(field) 11
1.2.1 뉴톤과 패러데이 15
1.3 전자기학의 역사와 응용 18
1.4 MATLAB으로 전자기장 그리기 21

제2장 벡터, 좌표계, 그리고 벡터장
2.1 스칼라와 벡터 28
2.1.1 벡터 덧셈의 의미 29
2.2 좌표계 30
2.2.1 극좌표계 32
2.2.2 3차원 좌표계 35
2.3 좌표계에서의 벡터 39
2.3.1 원통좌표계에서의 벡터 42
2.3.2 구좌표계에서의 벡터 46
2.4 벡터의 곱셈과 응용 49
2.4.1 벡터의 내적 49
2.4.2 벡터의 외적 52
2.5 백터와 벡터장의 MATLAB 표현 57

제3장 벡터미적분학을 통한 벡터장의 이해
3.1 미분소: 미소길이, 미소면적, 미소체적 65
3.2 벡터장의 적분 73
3.2.1 벡터선적분(Vector Line Integral) 74
3.2.2 벡터면적분(Vector Surface Integral) 78
3.3 벡터장의 미분 84
3.3.1 델(del) 연산자와 스칼라장의 기울기(Gradient) 85
3.3.2 벡터장의 발산(Divergence) 86
3.3.3 벡터장의 회전(Curl) 90
3.3.4 발산의 정리와 Stokes의 정리 94
3.3.5 스칼라장과 벡터장의 Laplacian 98
3.4 벡터장의 종류 101
3.4.1 MATLAB으로 벡터장의 특성 이해 102

PART 02
제4장 정전기장과 정자기장
4.1 자유 공간에서 정전기장과 정자기장 109
4.1.1 전기력과 전기장 벡터 111
4.1.2 자기장과 자기력 112
4.1.3 4개의 벡터의 관계 114
4.2 쿨룽의 법칙의 응용 115
4.2.1 선전하에 의한 정전기장 115
4.2.2 원형 전하에 의한 정전기장 119
4.2.3 면전하에 의한 정전기장 121
4.3 비오-사바르(Biot-Savart)의 법칙의 응용 124
4.3.1 선전류에 의한 정자기장 125
4.3.2 원형전류에 의한 정자기장 128
4.3.3 솔레노이드(Solenoid)의 경우 130
4.3.4 면전류에 의한 정자기장 132
4.4 가우스 법칙과 그 응용 135
4.4.1 무한히 긴 동축 선로 140
4.5 암페어 법칙과 그 응용 145
4.5.1 동축 선로에서의 정자기장 149
4.5.2 솔레노이드와 토로이드 153
4.6 전위차와 그 응용 156
4.6.1 정자기장에서의 전위차 161
4.7 자기력과 Torque 162
4.7.1 자기력 162
4.7.2 자기 토크와 자기 모멘트 168
4.8 정전기장과 정자기장 요약 171

제5장 물질 공간에서의 벡터장
5.1 물질의 전기적 특성 174
5.1.1 대류 전류와 전도 전류 175
5.1.2 도체에서의 저항과 전력 178
5.1.3 동축 선로의 저항 183
5.1.4 전류 연속 방정식 184
5.2 쌍극자에서의 벡터장 186
5.2.1 전기 쌍극자에서의 정전기장 186
5.2.2 자기 쌍극자에서의 정자기장 189
5.3 유전체와 정전 용량 191
5.3.1 유전체와 분극 191
5.3.2 캐패시터와 정전 용량 197
5.4 자성체와 인덕턴스 201
5.4.1 자화 벡터 모델 201
5.4.2 물질의 자기적 특성 204
5.4.3 인덕턴스(Inductance) 209
5.5 정전기장과 정자기장의 경계 조건 215
5.5.1 정전기장에서의 경계 조건 215
5.5.2 정자기장에서의 경계 조건 221

제6장 동적 전자기장과 전자기파
6.1 동적인 전자기장의 해석 방법 230
6.1.1 시정현 해석 231
6.1.2 시공간에서 벡터장의 시정현파 해석 235
6.2 패러데이 법칙과 변위 전류 241
6.2.1 변압기 기전력 243
6.2.2 운동기전력과 그 응용 248
6.2.3 변위 전류 250
6.3 동적 전자기장에서의 맥스웰 방정식 253
6.4 자유 공간 시정현 파동 방정식 258
6.4.1 손실이 있는 유전체에서의 파동 방정식 263
6.4.2 양도체에서의 파동 방정식과 교류 저항 268
6.5 전파의 전력과 편파 270
6.6 전파의 생성과 전송 274
6.6.1 전송 선로와 전송 선로 방정식 277
6.7 결론 284

부록
A 수학 공식 292
참고문헌 294
찾아보기 295
에필로그 - 전통적인 전자기학 학습의 개념을 넘어서 300