전기전자통신공학
(電氣電子通信工學, Electrical, Electronic and Telecommunication engineering)
: 전기에너지 또는 전기신호의 발생, 전달, 사용 등에 관한 이론과 기술을 체계화한 학문 ∴ 각종 전기전자통신기기의 구성 및 동작원리를 제공한다.
전기전자통신공학에서 가장 중요한 물리적 기초가 되는 학문은 무엇인가?
전기전자통신공학의 공통 기초 학문은 “전자기학(電磁氣學, Electromagnetics)” 이다.
전자기학 = electromangetics = electro + magnet + ics electro- : 전기현상을 의미하는 접두어
나무의 수지가 암석화된 호박(琥珀, amber)을 의미하는 그리스어 elektrum에서 유래하였다.
호박을 천으로 문지르면 미약한 불꽃이 생기고, 깃털이나 지푸라기를 잡아당기는 전기현상이 발생한다.
magnet : 철을 끌어당기는 자석을 의미하는 단어
고대 자석의 주재료인 자철광(磁鐵鑛, magnetite)의 주원산지인 마그네시아(Magnetia) 지방의 명칭에서 유래하였다.
자철광이 철가루를 잡아당기는 자기현상이 발생한다.
-ics : 학문(學問)을 의미하는 접미사
학자들이 연구활동을 한 결과를 이론으로 체계화한 지식이다.
전선을 통한 전기에너지의 전달 원리
도선의 내부 영역 전달되는 전기에너지는 매우 작다.
두 도선 사이의 공간
è ∴ 대부분의 전기에너지를 전달한다.
è ∴ 전구에 불이 켜진다.
전계-자계-전력밀도-전기에너지의 관계 전력밀도 = (전계) х (자계)
전기에너지 = (전력밀도) х (단면적) х (시간) 전선의 단면에서 전력밀도
두 도선의 내부 영역: 전력밀도가 낮다.
두 도선 사이의 공간 영역: 전력밀도가 높다.
∴ 두 도선 사이의 공간을 통해서 대부분의 전기에너지가 전달된다.
고압선은 1초에 60번 진동하는 60 Hz 교류전류에 의한 강한 자계를 형성한다.
60 Hz의 정수배인 고조파(高調波, harmonics) 전류도 존재한다.
주변공간에 전자기파(電磁氣波, electromagnetic wave)로 퍼져나간다.
자동차의 FM 라디오 수신 안테나를 통해서 들어오면 잡음(雜音, noise)을 유발한다.
해결방안: 여파기(濾波器, filter)로 고조파 잡음신호를 걸러낸다.
전기는 과연 어디서 오는 것일까?
모든 물질은 전기를 갖고 있다.
물질 내부에는 전기를 갖고 있는 전하로 구성되어 있다.
è ∴ 전기의 근원은 전하(電荷, charge)이다.
물질(物質, material): 공간을 차지하는 모든 것 (공기, 물, 땅, 식물, 동물 등)
è 이 세상에 존재하는 모든 물질은 약 100 여종의 원소(元素, element)들로 구성된다.
모든 물질이 갖는 전기현상의 근원: 전하(電荷, charge)
물질을 분해 분자(分, molecule): 물질 본래의 성질을 유지하는 최소 단위
분자를 분해 원자(原子, atom): 분자와는 다른 독자적인 성질을 갖는 최소 구성 단위 원자를 분해 원자핵(原子核, atomic nucleus)과 전자(電子, electron)
원자핵을 분해 양성자(陽性子, proton)와 중성자(中性子, neutron)
