기본기에 충실한 기초회로실험

기초적인 회로이론 관련 이론서에 언급된 목차를 검토하여 꼭 필요하다고 판단되는 핵심 주제들을 하나하나 검토하고, 학생들이 무리없이 실제로 실험을 수행할 가능성이 높은 주제들을 선정한 후, 해당 전공 분야의 학생들이 기본기에 충실한 학습과 실험을 할 수 있도록 꼭 필요한 기초적 이론을 토대로 하여 집필한 실험서다.



어느 대학이나 전기, 전자, 정보통신 및 컴퓨터 공학 관련 계열 학과에서는 저학년 커리큘럼 과정으로 『회로이론실험』, 『기초회로실험』 또는 이와 유사한 명칭으로 기초적인 회로이론을 실험적으로 검증하는 실험과목을 운영한다. 필자도 소속된 학교에서 지난 수년 간 해당 과목을 강의하고 학생들을 지도하여 왔다.

필자가 소속된 학과의 경우, 학과 내 모든 교수님들이 각기 주관적인 판단하에 향후 전공 분야의 학습에 필요하다고 여겨지는 몇 개의 주제들을 선정하여 임의로 실험 교재를 구성하고 이를 모아 학생들에게 제공하여 왔다. 초, 중, 고 과정의 과학이나 물리 과목 및 대학 신입생 시절의 『전기전자공학개론』 또는 이와 유사한 명칭의 초보적인 개론 과목을 포함하여, 기초적인 회로이론 관련 과목을 공부하는 학생들에게 이론으로 배운 다양한 주제들을 실험을 통하여 경험케 하려는 취지는 매우 좋았다고 판단된다.

그러나 다수의 전문적인 시각들에 의하여 취사선택된 주제들의 모음집이다 보니, 정형화되지 않은 임시 교재의 성격이 강했고, 이로 인하여 대학 정규 과목의 교재가 가져야 할 구성상의 짜임새나 통일성, 설명과정에서 문장 서술 방식의 일관성, 교재에서 중요한 역할을 하는 삽화, 수식, 표 양식의 균일성과 도면의 품질 등에서 아쉬움이 컸던 것이 사실이다. 또한, 각 실험 주제를 만날 때마다 이미 학습했을 법한 이론이라 하더라도, 비록 간단하나마 복습차원에서 해당 실험을 위한 기본적인 사전 지식을 설명하는 것이 필요한데, 이 부분에 대한 일관성도 많이 아쉬웠다.

이에 저자는 기초적인 회로이론 관련 이론서에 언급된 목차를 검토하여 꼭 필요하다고 판단되는 핵심 주제들을 하나하나 검토하였다. 그리고 학생들이 무리없이 실제로 실험을 수행할 가능성이 높은 주제들을 선정한 후, 해당 전공 분야의 학생들이 기본기에 충실한 학습과 실험을 할 수 있도록 꼭 필요한 기초적 이론을 토대로 하여 실험서를 준비하게 되었다. 본 실험서는 회로이론에 관한 "이론서"가 아니라, 실험을 통하여 기본기를 다지도록 하기 위한 "실험서"이다. 따라서 본서에 서술된 "실험 관련 이론"은 학생들이 이미 이론 수업에서 학습한 회로 해석 관련 이론들을 다시 한 번 쉽게 복습할 수 있는 내용에 불과하다. 그러니, 시냇물과 바다의 관계를 비유하여 설명한다면, 본 실험서에 언급된 비교적 가벼운 수준의 "실험 관련 이론"은 시냇물에 해당한다. 따라서 본 실험서로 바닷물에 해당하는 회로이론 관련 이론서를 대체하려고 하면 안된다는 것을 밝힌다.

전기, 전자, 정보통신 및 컴퓨터 공학 관련 계열 전공 분야의 학생들이 저학년 과정에서 가장 중요한 필수과목인 기초회로이론의 기본기를 충실하게 다지는데 도움이 되고자, 저자는 지난 2년 동안 바쁜 와중에 틈틈이 나름대로의 스타일로 본서의 모든 원고를 직접 기술하고, Pspice를 이용한 시뮬레이션을 직접 수행했으며, 교재 준비 과정에서 필요한 여러 가지 계산들을 계산기나 엑셀의 기능을 이용하여 직접 실시하였다. 또한 이론적인 설명의 이해를 돕는데 큰 역할을 하는 그림들도 거의 100% 직접 그려서 그림의 선명도를 높이고, 이를 통해 학생들이 학습 효과를 높이는데 도움이 되고자 많은 고민의 흔적을 포함시켰다.

본서는 크게 두 부분으로 이루어져 있다. Part Ⅰ에서는 직류전압원을 이용하여 기초적인 회로 해석 이론을 실험적으로 검증할 수 있는 내용으로 이루어져 있고, Part Ⅱ에서는 교류신호 발생기를 이용하여 실험하는 단원으로 구성되어 있다. Part Ⅱ에서는 오실로스코프(oscilloscope)를 필요로 하는데, 실험단원을 시작하기에 앞서서 각 실험실마다 보유한 오실로스코프의 사용법을 사전에 학생들에게 소개할 필요가 있다.

오실로스코프는 다양한 제조사의 제품들이 존재하고, 어느 제품이든 다양하고도 복잡한 기능을 수행하는 수십 개의 버튼(노브(knob), 다이얼 포함)을 지니고 있다. 따라서 매우 많은 버튼들을 배치한 전면부 패널 구성 방법, 버튼들의 개별적/중의적 기능, 화면 표시 기능과 표시 형식 등이 제품마다 매우 다르면서도 다양하고 복잡하기 때문에, 어떤 특정한 모델을 기반으로 한 교재구성이 사실상 불가능하다. 따라서 본서에서는 오실로스코프의 기능을 익히기 위한 단원을 별도로 제시하지 않으므로, 실험을 진행하는 담당자가 각 실험실에서 보유한 오실로스코프의 사용법을 먼저 지도하는 것이 필요하다.

원고를 다시금 살펴볼 때마다 여기저기 결함과 실수투성이들의 아우성으로 귀가 따갑기 마련이지만, 우선 부족한대로 소박하게 본서를 제시하면서 모든 독자들과 지인들에게 용서와 너그러운 아량을 구하고자 한다. 여기에 더하여 저자의 부족함에 대한 반성과, 차후에 더 충실하게 내용을 보강해서 조금이라도 개선하겠다는 약속을 기본으로 더한다. 저자가 좋아하는 주자(朱子)의 권학문시(勸學文詩)를 학생들이 읽고 마음속에 새길 것을 권하면서 저자 서문을 마치고자 한다.



저자 삼가 쓰다.