전자기학

 


1. 개요
2. 배우는 내용
3. 전공서적
4. 각종 오해와 통념들
5. 관련 항목
6. 관련 문서


1. 개요

電磁氣學 / Electromagnetism
전하(electric charge)가 정지해 있거나 움직일 때(at rest and in motion)[1] 주변 공간에 미치는 힘을 연구하는 학문이다.
전자기력은 강력, 약력, 중력과 함께 세상을 구성하는 네 가지 기본 힘 중 하나다. 보통 전자기력을 설명하기 위해서 전기장이나 자기장과 같은 개념을 사용한다. 그 전까지는 서로 상관이 없는 것으로 생각되었던 전기력과 자기력을 마이클 패러데이의 실험 결과를 토대로 하여 제임스 클러크 맥스웰이 수학적으로 엄밀한 정의를 내려 통일해내어 전자기력을 정립하게되면서 만들어진 학문이다.
맥스웰은 물리학 역사상 최고의 천재 과학자 중 하나임에는 이견이 없지만, 뉴턴이나 아인슈타인과 같은 과학자들과 비교하면 일반인들에게는 인지도가 훨씬 떨어지는 것이 사실이다.[2] 사실 맥스웰이 유명하지 않은 가장 큰 이유는 '''맥스웰의 방정식이 깔끔하고 거의 완벽하여'''[3][4] 이견의 여지가 (거의) 없기 때문에 언급될 일이 별로 없어서이다. 하지만 물리학을 좀 더 배우기 시작하고 슬슬 장 이론이나 상대성이론에 다다랐을 때는 뉴턴의 역학보다 오히려 자연계의 현상을 더 잘 설명하는 학문이라는 것을 알게 된다. 그리고 그 심오함과 깔끔함에 감탄하게 된다.
물리학 전공자라면 사실상 마스터를 요구한다. 전기공학, 전자공학 전공자들 역시 전기전자공학의 근간을 이루는 중요한 과목인 관계로 대다수의 학교에서 선택과목이 아닌 필수과목으로 지정을 해놓는다.[5] 아무튼 전자기학을 마스터 했다고 말하기 위해선 맥스웰 방정식을 이용하여 주어진 조건하에서 고차원적으로 응용할 수 있어야 한다. 다만 물리학과 전기전자공학은 쓰는 교재도 다르고 가르치는 스타일도 다르다. 물리학에서는 수식에 대한 해석을 바탕으로 한 의미 파악 및 공식 유도 혹은 소립자의 움직임에 대한 수식 표현법 등이 학문의 주된 목적이라면, 공학에서의 전자기학은 실생활에서의 활용을 위해 주어진 방정식을 바탕으로 한 응용문제에 대한 해법을 찾는 것을 주 목적으로 두고 가르친다. 전기전자공학은 공학적인 응용이 목표라서 공식을 죽어라 외우면 어느 정도 해결이 가능한 측면이 있다. 물리학과는 물리학적인 직관을 많이 요구하기 때문에 연습 문제 스타일도 다르고, 공식을 외우는 방식으로는 한계가 아주 뚜렷한 편이다.
전기전자공학과 학생들의 최대의 위기[6]이며, '''부동의 재수강률 1위'''로 손꼽힌다. 다만 일반물리에서 전자기학을 열심히 공부해 두었다면 너무 겁먹을 필요는 없다. 또한 높은 재수강률 답게 전반적으로 하향평준화가 많이 이루어지는 과목이라 다소 낮은 점수대를 받았음에도 불구하고 생각보다 높은 학점이 나오는 경우도 많다.[7] 그리고 교수의 성향에 따라 상당히 많이 갈리는 과목이기도 하니, 교수를 잘 선택하는것도 좋은 방법. 심지어 매우 드물긴 하지만 전기기사 스타일로 가르치는 교수도 존재한다. 이 경우 학점은 충분히 보장받을 수 있으나 상대적으로 학문의 깊이라는 측면에서 다소 아쉽다. 자신의 진로 등을 감안해 잘 선택하자.
선수과목으로는 보통 미적분학을 요하며, 별도로 물리학과는 수리물리학, 공과대학은 공학수학, 회로이론을 요한다. 참고로 미분방정식, 선형대수학, 벡터해석학을 공부해두면 이해하는데 도움이 된다.
전기산업기사, 전기기사, 전자기사나 변리사 등 여러 자격증 시험에 포함된 과목이다. 대학교에서 보여주는 그 악몽이 어디 가질 않아 비교적 쉽지 않은 편이다. 특히 대학교에서 미리 공부한 학부생과 현장에서 실무만 하다가 자격증 습득을 위해 생판 처음 전자기학이라는 것을 접하게 된 어르신들의 갭이 가장 큰 과목으로 꼽힌다. 하지만 자격증 시험에서 취급하는 전자기학은 이론의 유도과정의 이해가 쉽지 않다 뿐이지 정작 문제는 비교적 고착화된 편이라 공식과 문제만 달달 외워도 과락은 면할 수 있는 편이고 실제로도 전기기기 등에서 과락이 많이 나오지 여기선 생각만큼 많이 나오진 않는다. 더구나 학부와 다르게 문제풀이에 있어 높은 수학 실력을 요구하는 것도 아니다. 과목의 특성상 처음 강의를 수강하거나 독학할때의 진입장벽이 크게 느껴지지만 시간과 노력만 들이면 누구나 할 수 있다. 유도과정에서는 미적분이 쏟아져 절망스럽지만 실제 문제에서는 단순 공식을 물어보는 보기나 공식만 외워서 대입하는 식의 문제가 많다. 그리고 전기파트와 자기파트가 용어의 차이만 있을뿐 중복되는 내용이라 실제로 외워야하는 양은 반으로 줄어든다는 점도 있다. 전기기사, 전자기사의 경우 실기 시험에는 전혀 나오지 않는다 봐도 무방하다. 변리사 2차 선택과목에서도 나오는데, 전기전자공학 전공자들은 대부분 비교적 점수 얻기 쉬운 회로이론을 선택하기 때문에 선택 비율은 높지 않은 편.

2. 배우는 내용

물리학과와 전기전자공학과에서 배우는 내용이 갈리는데, 기본 베이스인 맥스웰 방정식과 전자기파까지는 똑같지만 그 뒤의 내용은 물리학과 공학의 지향점이 다르기 때문에 매우 판이하다.
어느 과에서나 공통적으로 배우는 내용들.
  • 벡터미적분학(vector calculus) 등 전자기학을 배우는 데 필요한 기본 수학 지식[8]
  • 정전기학(정전장, electrostatic field)[9]
  • 정자기학(정자장, magnetostatic field)[10]
  • 물질 속에서의 전기장과 자기장
  • 맥스웰 방정식
전자기학의 알파이자 오메가. 전하와 전류, 전기장과 자기장에 관한 4개의 방정식이다. 전자기학을 배운다고 하면 일차적인 목표는 바로 이 맥스웰 방정식의 이해에 있을 정도로 매우 중요하다고 할 수 있다. 자세한 내용은 항목 참조.
  • 전자기파[11]
전자기학의 또 다른 비기. 위의 맥스웰 방정식을 배우고 나면 바로 적용되는 예시로, 곧바로 광학과도 직결되는 테마이자 공학에서도 빠지면 섭섭한 필수요소이다.
전하가 가속하면 전자기파를 만들게 되므로 그 생성원리와 응용에 대해 배운다.
공대에서 배우는 것들. 공학답게 위에서 배운 내용들을 직접 활용하게 되는 물건들을 배운다.
  • 전송선 이론, 스미스 차트
  • 도파관, 공동공진기
  • 안테나, 복사 시스템
공대에서는 전자기학 과목만으로 그치지 않고 초고주파공학 같은 더 심화 및 응용된 전공과목들이 개설되어 있다. 즉, 주야장천 만나게 된다는 소리.
물리학과에서 전자기학 이론 자체를 파고들 때 배우는 내용.
  • 보존 법칙 (에너지, 운동량, 각운동량 등)
맥스웰 변형 텐서 등을 비롯하여 전자기장 자체가 가지는 운동량과 각운동량에 대해 배우고, 자기장에 대해 뉴턴의 작용-반작용이 성립하지 않는 것처럼 보이는 현상을 해결할 수 있다.
  • 포텐셜
전자기장의 게이지 변환, Liénard-Wiechert 포텐셜[12]
  • 상대성 이론
로렌츠 변환, 상대론적 역학, 상대론적 전자기학
단, 교재에 따라서 일부 내용을 서로 맛보기 식으로 소개되어 있을 수도 있다.

3. 전공서적

물리학과 학부 전자기학 대표 교재. 다루는 내용이나 설명 방식이 광범위하고 무난하며 원서의 경우 저자의 뛰어난 필력을 느껴 볼 수 있다. 첫 단원에서 전자기학이 아니라 벡터 미적분 같은 수학적 기초를 다룬다는 것이 특징이자 장점이다.[13] 설명이 친절하여 수리물리학/공업수학과 일반물리학을 이수하였다면 독학도 가능해 보인다. 보통 물리학과 2학년 때 한 책을 두 학기에 걸쳐 배우는 편이다. 다른 책들과는 달리 연습문제가 각 소단원마다 배치되어 있고 그 갯수도 적어서 부담이 적고 핵심적인 문제만 골라서 풀고 싶을 때 좋다.
  • Edward Purcell, David Morin. (2013). Electricity and Magnetism Third Edition. Cambridge University Press. ISBN-13: 978-1-107-01402-2. 원서 보기
Griffiths에 버금가는 위상을 가진 책으로, 주로 물리학과에서 사용하나 공대생들이 보기에도 정말 좋은 책이다. 그림이 많고 본문에서 수학적 기교보다 물리적 의미에 집중하는 편이다. NMR 연구로 노벨 물리학상을 수상한 저자의 통찰력이 엿보인다. 참고로 이 책은 Berkeley Physics Course[14] 시리즈 중 두 번째이다. 3판은 Purcell의 별세 이후 그의 제자이자 현재 하버드대 물리학과 교수인 Morin이 썼는데, 그래서 Morin 특유의 집필 방식이자 이 책의 최대 장점이 잘 드러난다. 그것은 바로 연습문제가 엄청나게 다양하고 많다는 것. 문제집이나 문제은행으로 써도 될 정도로 문제의 유형과 난이도가 다양하다. 또한 절반 가량의 문제는 책에 자세한 해설이 존재하고 나머지 절반도 인터넷에서 해답 구하는 게 쉽다는 것도 장점이다. 난이도 측면에서 Griffiths보다 하위로 취급하는 사람들도 있는데, 그건 어디까지나 본문 이야기이다. 저자가 원래 본문에 있었어야 할 내용도 다 연습문제에 때려넣는 경우가 많기 때문에 이런 평가가 나온 것으로 보인다. 다르게 말하면 이 책은 사서 연습문제 안 풀어 보면 돈 낭비라고 할 수 있겠다.
노벨 물리학상 수상자이자 20세기의 가장 위대한 물리학자로 꼽히는 리처드 파인만이 칼텍에서 강의했던 것을 녹음한 것을 바탕으로 쓴 책이다. 강의록이기에 연습문제가 없고 구어체로 쓰여져 있다. 주로 고전역학을 다룬 1권, 양자역학을 다룬 3권과 마찬가지로 책 구성과 내용이 엄청나게 특이하다. 파인만 특유의 독특하고 창의적인 관점에서 쓰여진 이 책을 읽어 나간다면 전자기학에 대한 한층 넓은 시야를 가질 수 있을 것이다. 하지만 처음 배우는 사람이 교과서로 사용하기에는 부적합할 수 있고, 이미 전자기학을 알고 있는 사람들이 음미하며 읽기에 좋아 보인다.
  • David Cheng, 이택경 등역. (2013). Cheng의 전자기학. 성진미디어. ISBN-13: 9788998308001. 번역본 보기
전기전자공학과 학부 전자기학 대표 교재. 원서는 Field and Wave Electromagnetics 이며 특이하게도 1989년에 2판이 출판된 이후 업데이트가 되고 있지 않음에도 불구하고 국내에서는 인기가 높고, 비교적 최근인 2013년에 번역본도 나왔다. 2020년 10월 10일 구글 학술 검색 기준 3485회 인용되었다. 벡터해석(vector analysis, vector calculus[15]) 부분이 다른 책에 비해 체계적이고 원론적으로 자세하게 적혀있는 것이 특징이다.[16][17] 공대 책이라 실용적인 측면을 중시하기에 도파관, 안테나 등의 예시를 다룬다. Cheng의 또다른 저서로는 Fundamentals of Engineering Electromagnetics가 있는데, 이와 혼동하기 쉬우니 조심해야 한다. 특히 번역본은 제목이 각각 <전자기학> , 으로 차이가 매우 불분명하다. 전자는 후자의 쉬운 버전이라 생각하면 된다.
  • William Hayt, John Buck. (2018). Engineering Electromagnetics Ninth Edition. Mc-Graw Hill Education. ISBN-13: 978-1260084566. 원서 보기 번역본 보기
Cheng 못지 않게 유명한 공대 전자기학 책이다. 해외 공대에서는 Cheng보다는 주로 Hayt, 아니면 오히려 Griffiths를 쓰는 듯하다. 저자가 무려 1920년생으로, 1999년에 별세하였다. 기본적인 전자기학에 더하여 도파관, 전자기 방사, 평면파 반사 및 분산, 전송선로 등 광범위한 내용을 다룬다는 장점이 있고, 설명이 무난하다고는 하나 딱 봤을 때 아무래도 Griffiths나 Purcell/Morin보다는 물리적 의미를 대충 설명한다는 느낌이 든다. Divergent와 Curl의 개념을 벡터해석 부분을 한번에 설명하지 않고 뒤에서 설명한다. 연습문제는 대체적으로 쉬운 편이며 그 이유로는 증명 문제가 없고 거의 대부분이 단순히 계산기에 넣기만 하면 풀리는 문제라는 점이 크다. 첫 챕터에서 내적, 외적, 좌표계 같은 기본적인 수학을 가르치는 등 진입 장벽이 낮아 수학적, 물리학적 기초가 없는 사람들[18]이 보기에 적합하다. 직관적으로 알 수 있는 현상들을 수학을 이용하여 간단명료하게 정리했다는 장점이 있으나, 평면파 반사와 분산 파트에서 설명이 다소 모호하고, 정의가 매끄럽지 않다는 단점이 있다.[19]
  • 김세윤. (2020). 전자기학 제3판. 퍼스트북. ISBN-13: 9791185475653. 책 보기
한국인 저자가 쓴 전자기학 책 중에 최고라고 평가받는다. 초판 서문에 집필 목적이 뚜렷히 드러나는데, 저자는 "이미 전자기학을 배웠던 분들도 무엇을 알고 무엇을 모르는지조차 구분이 안 될 정도로 매우 혼란스러워 해, 전자기학의 핵심을 학부 2학년들이 쉽게 이해할 수 있도록 설명"하고자 한다고 규명한다. 특이하게 첫 단원을 중학교 과학 시간에나 배울 법한, 간단해 보이지만 근본적인 내용들[20]에 할애했다. 또한 저자가 특이하고 창의적인 질문을 던진 후 이에 답변하는 식으로 진행되는 부분이 많아 독자가 궁금해할 만한 요소를 해소해 주고 개념을 다양한 관점에서 생각해 보도록 한다. 그래서 독학하기에 아주 적합하며 실제로 웬만한 대학 강의보다 낫다. 단점은 연습문제 해설이 없다는 것[21], 쉬운 설명을 위해 양자역학적/상대론적 내용을 아예 배제했다는 점 등이 있다. 또한, 비록 오탈자는 3판에서 거의 다 고친 것 같으나 저자의 문장력이 좋지 않아 깔끔하고 아름다운 문장을 기대하면 안 된다.
  • John Reitz, et al. (2009). Foundations of Electromagnetic Theory Fourth Edition. Pearson/Addison-Wesley. ISBN-13: 978-0321581747. 원서 보기
Griffiths 책에 대한 대안으로 물리학과 학부에서 사용되는 전자기학 교재. 대부분의 물리학과에서는 Griffiths 책을 애용하는 편이지만, 이 책을 교재로 사용하는 물리학과 학부도 꽤 존재한다. Griffiths 책에 비해서 수학적으로 좀 더 까다로운 편이다. 또한 Griffiths 책에서는 다루지 않는 내용들도 다룬다. 그리고 소프트웨어를 활용한 예제 풀이가 돋보이나 해당 풀이 방식이 이제는 오히려 시대에 뒤쳐졌다는 평도 듣고 있다.
  • David Jackson.[22] (1998). Classical Electrodynamics Third Edition. Wiley. ISBN-13: 978-0471309321. 원서 보기
물리학과 대학원 전자기학 대표 교재.[23] 말 그대로 미친 난이도, 극악의 난이도로 정말 유명한 책이다. 얼마나 악명 높은지는 교보문고 서평에서도 볼 수 있다. 본문부터 시작해서 연습문제까지 아주 높은 수학적 지식을 요구한다. 딱히 대안이 몇 없어서[24] 거의 모든 대학원에서 교재로 사용 중이라 물리학과 대학원 진학 예정자들을 공포에 몰아 넣는 주 원인 중 하나이다. 해외에서도 굉장히 악명이 높은지 다운폴 패러디까지 등장했다.
  • Andrew Zangwill. (2013). Modern Electrodynamics First Edition. Cambridge University Press. ISBN-13: 978-0521896979 원서 보기
대학원 전자기학 과목에서 Jackson 말고 새로운 교재를 쓰고 싶어하는 교수들에게 인기 있는 교재. 출판된지 얼마 안 된 신간이라 호불호가 매우 갈리며, 미국 대학원에서는 이 책을 꽤 사용하는 추세이다.[25] 아마존 링크 하단의 서평을 보면 MIT 교수[26], 칼텍 교수[27] 등이 호평을 했으며, 이들 서평에서 대놓고 Jackson을 까는듯한 느낌을 준다.[28] 또한 저자도 서문에서 대놓고 Jackson을 까는데, "교과서가 논문과 다른 것은, 학생이 알아야 할 것들이 다 적혀 있어야지 저자가 알고 있는 것들이 다 적혀 있으면 안 된다는 점이다."라는 문장을 인용해서 맨 위에 적어놨다. 책은 최신답게 구성이 아주 깔끔하고 디자인도 좋다. [29] 본책과 모든 연습문제에 대한 친절한 답지를 인터넷에서 쉽게 찾을 수 있다는 것도 큰 장점이다. 또한 저자가 서문에서 한 말을 빌리자면 다양한 세부전공의 학생들이 모두 사용할 수 있게 일부러 엄청나게 광범위한 내용을 다루었고 이런 이유로 전공에 따라 필요 없는 단원은 아예 뛰어넘어도 된다고 한다. 이에 걸맞게 챕터가 24개에 달하며 총 장수는 정확히 1000페이지이다.
  • Julian Schwinger, et al. (1998). Classical Electrodynamics 1st Edition. Avalon Publishing. ISBN-13: 978-0738200569 원서 보기
양자 전기역학을 완성시킨 공로로 리처드 파인만, 도모나가 신이치로와 함께 노벨 물리학상을 수상한 줄리언 슈윙거의 책이다. 다루는 내용은 물리학과 대학원 전자기학이며, 줄리언 슈윙거가 생전에 사용하였던 강의 노트를 정리한 교재이다. 슈윙거 사후에 출판된 책이기 때문에 다른 저자들의 도움을 받아 출판될 수 있었다. 지나칠 정도로 수학적인 접근을 고집하였던 잭슨 책에 비해서 슈윙거의 책은 수학과 물리적 직관이 잘 어울려 설명되어 있다고 평가 받고 있다. 그렇지만 대학원 전자기학 교재 특성상 난도가 상당히 높고, 강의 노트 형식이라 독학하기에도 무리가 있다.
  • Constantine Balanis. (2012). Advanced Engineering Electromagnetics 2nd Edition. Wiley. ISBN-13: 978-0470589489. 원서 보기
전기전자공학과 대학원용으로 많이 쓰는 교재로, 전자기학 문제를 풀기 위한 다양한 정리(theorem)를 배우고 레이더 반사 면적이나 도파관, 안테나에 대한 문제를 자세히 다룬다.
  • 또한 전공서적은 아니나 <일렉트릭 유니버스 (전기는 세상을 어떻게 바꾸었는가)>라는 책은 교양서적으로서 읽어볼 만하다.

4. 각종 오해와 통념들


  • 엘리베이터의 닫힘 버튼을 누르면 전기가 더 소모된다.
    • 이 주장은 닫힘 버튼을 누르면 뒷사람이 타지 못해, 엘리베이터가 더 자주 움직여서 전기를 더 쓴다는 말이다. 그리고, 닫힘버튼에 불이 깜빡이는 만큼 전기가 소모되긴 하는데, 0.1W 정도.
  • 가정용 전기의 전압으로 국가의 발달 수준을 알 수 있다. 110V를 쓰면 선진국이요, 220V를 쓰면 개도국이며, 300V를 쓰면 후진국이다.
    • 위의 대등하게 이어진 진술들을 한꺼번에 반박해버릴 수 있는, 모범적인 반례가 되는 한국에 사는 국민이 그런 전혀 사실과 맞지 않는 완벽하게 틀린 헛소리를 하는 것을 부끄러운 줄 알아야 한다. 한국은 110V를 쓴 과거가 오히려 개도국 시절이었고, 가정용으로 220V와 산업용 3상 전압으로 300V대를 사용하는 지금은 선진국으로 도약했다. 정말 위의 오해가 하나부터 열까지 다 틀린 셈이며, 한국과 세계의 전력 공급 역사를 전혀 모르고 내뱉는 헛소리이다. 게다가 선진국인 서유럽 쪽에서도 220V를 쓴다. 실제로 110V와 220V를 같이 쓰는 나라보다 220V를 표준으로 하는 나라가 더 많다. 220V는 110V에 비해 설비도 간소하고 전력 손실[30]도 110V의 25% 정도로 적다. 한국이 괜히 110V 놔두고 220V로 갈아탄 게 아니다.
      ‘110V를 쓰는 선진국’이라 해봐야 미국과 일본 정도인데(정확히는 미국은 120V, 일본은 100V), 이들은 지금 110V를 쓰고 싶어서 계속 쓰는 게 절대 아니다! 110V가 220V에 비해 효율이 떨어진다는 것을 알고 있지만 220V로 승압할 엄두를 내지 못하고 있다고 한다. 한국이 1973년 승압사업을 시작할 당시에는 못 살아서 집집마다 전기시설이 별로 없었음에도 승압사업을 완료하기까진 무려 32년이 걸렸다.[31]
      가정용으로 300V를 공급하는 나라는 없다. 세계 어느나라건 가정용 전원은 100~240V의 범위를 벗어나지 않는다.[32] 다만 산업용으로는 이보다 높은 전압으로 공급하는 경우도 있다(한국의 경우는 3상 380V). 어쩌면 산업용보다 접하기 쉬운 상업용 380V 같은 류들이 와전된 걸수도. 이정도는 좀 큰 SSM이나 편의점 정도만 가도 있는 경우가 있다. 구식 문 안 달린 큰 슈퍼마켓 냉장고 같은거 돌릴 때 쓴다고 한다.
  • 고장난 기계(가전제품)는 때리면 고쳐진다.
    • 옛날이야 기계 구조가 단순했고, 따라서 고장이라봐야 단순한 접촉불량인 경우가 많아서 충격을 가하면(=때리면) 고쳐지는 경우가 많았지만, 현재(최소 90년대 후반~2000년대 이후)의 전자제품의 경우 정밀하고 섬세해졌기 때문에 때리는 것은 오히려 고장을 악화시킬 수 있다.
      고장난 기계(가전제품)는 때리면 고쳐진다는 것은 진리가 아니라 도박이다. 때렸을 때 무작위로 고쳐지거나 더 망가지는데 그 확률은 아무도 모른다. 고장난 기계(가전제품)를 때리는 행위 자체가 도박이다. 비유가 아니라 진짜 도박이다. 특히 후술하는 전자식의 경우 높은 확률로 고장을 부르는 행위이며, 설령 일시적으로 '고쳐진다' 할지라도 장기적으로는 그 기계를 아예 못쓸 물건으로 만들 수도 있다.
      이는 기계식과 전자식의 차이에 대한 무지일 수도 있는데, 기계식의 경우 말 그대로 구동을 기계에 의존하기에 망치로 두들기고, 드라이버를 돌리는 등의 물리적인 조치가 유효하였으나 전자식의 경우는 일부 접촉불량을 제외하면 물리적인 조치는 큰 도움이 되지 않는다. 비유하자면 정신질환을 물리치료로 낫게 하려는 시도랄까.
  • 전압이 높으면 높을수록 치명적이다.
    • 인체에 영향을 미치는 큰 요인은 전압이 아니라 감전시 유도되는 총 에너지이다. 전압이 가장 큰 영향을 미친다면 수만 볼트의 정전기에 의해 감전사하는 사람이 나와야 할 것이다. 옴의 법칙에 따라서 인체에 노출되는 순간적인 전류량도 상당하지만, 수백 나노초동안만 지속되어서 피해가 적은것이다. 물론 정전기로 인해 폭발이 일어나서 사람이 죽을수는 있겠지만 그것은 어디까지나 정전기에 의한 2차적인 피해이지 정전기 자체가 원인인 것은 아니다.
  • 전자기 펄스(EMP)에 노출된 전자기기나 배터리는 모두 고장난다.
    • 기기의 종류와 방호 정도에 따라 다르며, 패러데이 새장 역할을 할 수 있는 철제 사물함 등에 보관되어 있다면 고장날 위험이 적다. 또한 배터리는 화학적 원리로 작동하므로 영향을 거의 받지 않는다. 다만 리튬 이온 전지의 경우 같이 연결된 보호 회로가 고장나게 되어 사용 불가할 가능성이 있다.
  • 해외에서 들여온 110V 제품에 어댑터(일명 돼지코)를 연결하면 국내의 220V에서도 사용 가능하다.
    • 해당 제품이 프리볼트가 아닌 한 고장 및 화재의 위험성이 있다. 또한 일부 프리볼트 제품 중에서도 전압 선택 스위치가 있는 경우 110V로 설정된 상태에서 220V를 연결하면 고장/화재의 위험이 있으므로 연결 전 반드시 확인해야 한다. 110V 단일 전압만 지원하는 제품을 국내에서 이용하려면 변압기가 필수적이다. 그러나 변압기 용량이 너무 낮을 경우 변압기가 과열되어 고장날 수 있으므로 제품에 맞는 용량을 가진 변압기를 채택해야 한다. 반대로 110V 사용 국가에서 국내의 220V 전용 제품을 사용하면 전압 부족으로 인해 정상적으로 작동하지 않으며, 승압 변압기를 사용하거나 별도의 220V 배선을 끌어와야 한다.
  • 교류(AC)가 직류(DC)보다 전력 전송시 더 효율적이다.
    • 교류가 송전에 주로 사용되는 이유는 변압기를 이용하여 쉽게 높은 전압으로 올리거나 내릴 수 있기 때문이다. 전압이 같을 경우 교류에는 표피 효과나 임피던스로 인한 저항이 있기 때문에[33] 직류가 더 효율적이다. 인덕턴스가 매우 높은 수천 km 길이의 초장거리 송전선에서는 초고압 직류 송전이 주로 사용된다.


5. 관련 항목


6. 관련 문서


[1] 크게 세 경우로 구분된다. 1. 정지#靜止해 있는 전하(정전장) / 2. 등속직선운동하는 전하(정자장) / 3. 가속도운동하는 전하(전자기장)[2] 물론 물리학이나 전기전자공학을 전공하는 사람들에게는 맥스웰이 뉴턴, 아인슈타인 못지않은 높은 인지도를 갖고 있다.[3] 최소한 '''눈에 보이는 스케일의 현상은''' 거의 완벽하게 설명할 수 있다. 하지만 원자 스케일까지 가면 이것조차 먹히지 않아서 양자역학을 사용해야 한다. 눈에 보이는 스케일에서도 몇 가지 예외가 있기는 한데, 가장 대표적인 것이 영구자석. 고전 전자기학으로는 강자성을 설명할 수 없기 때문이다.[4] 고전물리학이라는 것은 고전역학+전자기학이다. 이 범위를 넘어서는 게 현대물리학에서 대두되는 상대성이론과 양자역학이다.[5] 전자기학 1, 2로 나뉘는데 전기에 대해 다루는 1은 무조건 필수과목이지만 2의 경우 전기가 아닌 자기와 전자기파에 대해 다룬다는 이유로 선택과목으로 지정하는 학교도 있다. 그러나 애초에 전기와 자기가 분리된 개념이 아니기 때문에 전기를 알기 위해선 자기와 전자기파도 알아야 하고 따라서 2도 웬만해선 듣는게 좋다. 물론 응용수학에 가까운 (RF를 제외한) 통신, 신호처리나 컴퓨터 쪽으로 간다면 굳이 필요없는 건 사실이기 때문에 2는 안 듣는 사람들도 종종 있다.[6] 물리학과 학생들에게는 양자역학이 기다리고 있다[7] 중간고사를 그럭저럭 보고 기말고사에서 폭망했는데 A0가 나왔다던가...[8] 벡터의 내적과 외적, 스칼라 삼중곱과 벡터 삼중곱, 직교좌표계(데카르트 좌표계, 원통좌표계, 구면좌표계), 선적분, 면적분, 부피적분, 벡터의 선형변환, metric coefficient, 델(나블라) 연산자(그레이디언트, 다이버전스, 컬, 라플라시안), 발산 정리, 스토크스 정리, two null identities(퍼텐셜 함수를 갖는 보존장일 조건, 회전 운동의 원동력이 되는 조건), 헬름홀츠 정리[9] 전하가 정지해 있는 경우[10] 전하가 등속직선운동하는 경우, 즉 직류 전류가 흐르는 경우[11] 전하가 가속도운동하는 경우, 즉 교류 전류가 흐르는 경우[12] 전자기파가 즉시 전달되지 않고 광속이라는 유한한 속도로 전달되므로 이를 고려해서 기술한 전하의 포텐셜.[13] 다른 책들은 보통 단원 중간에 특정 수학적 내용이 필요할 때마다 그때그때 소개하는 편이다.[14] UC 버클리에서 70년대에 명문대생들을 대상으로 쓴 학부 물리학 교재로, 고전역학, 전자기학, 파동, 양자역학, 통계역학의 5권으로 나뉘어져 있다.[15] 미적분학의 대미를 장식하는 단원이기도 하다.[16] 학부에서 쓰는 전자기학 교재 중 거의 유일하게 벡터의 스케일 인자(scaling factor, metric coefficient)를 언급한다. 이는 원통·구면좌표계에서의 그레이디언트, 발산, 회전, 라플라시안(그레이디언트의 발산) 공식을 유도하는 데 큰 도움이 된다.[17] metric coefficient를 이해하려면 '미소#微小, Differential길이 벡터'라는 개념을 알 필요가 있다. 미소길이 벡터는 미터(L) 차원을 가진 세 개의 성분으로 표현되는 벡터를 뜻한다. 그런데 원통·구면좌표계에서 등장하는 미분형식인 dφ·dθ는 미소각변위이므로 무차원량이라 미터와 차원이 안 맞기 때문에 r 또는 rsinθ를 곱하여 미소호변위로 변환함으로써 차원을 미터로 맞춰줘야 한다. 이렇게 미터로 차원을 맞춰주기 위해 미분형식에 곱하는 값을 metric coefficient라고 부른다.[18] 1학년 때 공부를 안 한 공대생이나 심화학습을 하고 싶은 고등학생 등[19] 사실은 당연한게, Plane Wave의 Dispersion 개념은 학부수준에서 이해하기 굉장히 어려운 개념이기 때문이다. 반사의 경우는 10장의 Transmission Lines, 11장의 Plane Waves를 통해 배운 개념을 기준으로 설명하기 때문에 설명이 모호해 보일 수 있다.[20] 예를 들어 전기장과 자기장의 근원은 무엇인가, 전자기파는 어떻게 퍼져 나가는가 등.[21] 책 마지막 부분에 답만 모아놓은 부분이 있긴 하다.[22] 2016년 별세. 같은 해 양자역학 주요 교재 저자들 중 한 분인 가시오로비츠도 별세하였다.[23] 미국에서 진행된 한 설문조사에 의하면 참여한 80개의 대학원 중 76개에서 이 교재를 사용한다고 답했다고 한다.[24] 양자역학/통계역학(정확히 말하면 고체물리) 중심의 분야들은 이 정도로 극악스러운 난이도의 전자기 공부가 필요한 랩이 많지 않지만, 입자/플라즈마 분야의 경우 이 책 외에는 쓸 만한 게 별로 없다.[25] 정확히는 Jackson을 주교재로, Zangwill을 부교재로 사용하는 경우가 많은 듯하다.[26] John D. Joannopoulos, "An outstanding achievement on so many levels, including scope, depth, insight, pedagogy, and historical background. It will become an instant classic."[27] Rob Phillips, "This book richly deserves the word 'modern' in its title. Zangwill develops an intuitive picture of electrodynamics that will be a great resource for all."[28] 저자가 교육학적인 측면을 훨씬 고려해서 책을 썼다는 점과 앞으로 대학원 전자기학 계의 표준이 될 거라는 것 등등.[29] 실제로 UC Berkeley에서 Jackson 본인으로부터 전자기학 강의를 직접 들었던 한 학생에 의하면 책에 trivial하다고 써져 있는 게 잘 이해가 안 가서 풀어달라고 했더니 자기도 못 풀어서 3판 개정할 때는 책에 있는 trivial이라는 단어를 다 지우겠다고 이야기한 적도 있다고 한다.[30] 송전 전류의 제곱에 비례하고, 송전 전압의 제곱에 반비례한다.[31] 사실 그렇게까지 오래 걸린 건 그 기간 동안 한국 경제가 너무 좋아진 탓도 있긴 하다.[32] 소위 ‘프리볼트’라는 제품의 허용전압치를 생각해보면 이해가 빠를 것이다.[33] 이는 전선을 초전도체로 만들더라도 없어지지 않는다.

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