电气工程

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电气工程(Electrical Engineering,简称EE)

目录

什么是电气工程

  电气工程,是现代科技领域中的核心学科和关键学科。例如正是电子技术的巨大进步才推动了以计算机网络为基础的信息时代的到来,并将改变人类的生活工作模式等等。

  美国大学电气工程学科在机构名称上有的学校称电气工程系,有的称为电气工程与信息科学系,有的称为电气工程与计算机科学系等等。

  传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。此定义本已经十分宽泛,但随着科学技术的飞速发展,21世纪的电气工程概念已经远远超出上述定义的范畴,斯坦福大学教授指出:今天的电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工程行为。

电气工程发展的影响因素

  对电气工程发展影响最大的主要因素包括:

  1、信息技术决定性影响。信息技术广泛地定义为包括计算机、世界范围高速宽带计算机网络及通讯系统,以及用来传感、处理、存储和显示各种信息相关支持技术的综合。信息技术对电气工程的发展具有特别大的支配性影响。信息技术持续以指数速度增长在很大程度上取决于电气工程中众多学科领域的持续技术创新。反过来,信息技术的进步又为电气工程领域的技术创新提供了更新更先进的工具基础。

  2、与物理科学的相互交叉面拓宽。由于三极管的发明和大规模集成电路制造技术的发展,固体电子学在20世纪的后50年对电气工程的成长起到了巨大的推动作用。电气工程与物理科学间的紧密联系与交叉仍然是今后电气工程学科的关键,并且将拓宽到生物系统、光子学、微机电系统(MEMS)。21世纪中的某些最重要的新装置、新系统和新技术将来自上述领域。

  3、快速变化。技术的飞速进步和分析方法、设计方法的日新月异,使得我们必须每隔几年对工程问题的过去解决方案重新全面思考或审查。这对我们如何聘用新的教授,如何培养我们的学生有很大影响。

电气工程的应用

  电气自动化用于工业控制系统,例如一条设备怎样运行才能保证它能正常生产出合格的产品现代工业不是全人工,靠人来操作,却是由机器来制作,启动机器,就会自己运行下去,机器之所以能自动运行,就是电气自动化,所谓电气自动化,就是利用继电器、感应器等电气元件实现顺序控制、时间控制的过程。其他如一些仪表或伺服电机,能根据外界环境的变化反馈到内部,从而改变输出量,达到稳定的目的。

  电力是发展生产和提高人类生活水平的重要物质基础,电力的应用在不断深化和发展,电气自动化是国民 经济和人民生活现代化的重要标志。就目前国际水平而言,在今后相当长的时期内,电力的需求将不断增长,社会对电气工程及其自动化科技工作者的需求量呈上升态势。

  电子设备要达到所要求的指标,首要的就是配备一个稳定、优越的电源,在一些专业要求更高的系统中,对电源的要求更高。可以说,电源技术的发展和创新将直接推动电器、电力技术的发展,电源技术在电气技术发面起着举足轻重的作用。最方便的、最经济的电能来源是取自电网的交流电,但电子线路需要的常是直流电源,将交流电变换成直流电,对于要求不高的电子产品,可以直接使用。但简单的直流电源的输出电压不稳定,电源电压随着电网电压的变化或负载的变化而变化,这必然会影响电子线路的性能,经整流得到的直流电压,虽经滤波,交流成分仍然较大。所以,在要求高的电子产品中,必须采用直流稳压电源。随着微型计算机特别是单片机的不断发展,其档次不断提高,功能越来越强。它将冲击着人类的方方面面,使其应用领域不断扩大,广泛应用于工业测控、尖端科学、智能仪器仪表、日用家电等领域中。目前,单片机在工业测控领域中已占重要地位。

  单片机在智能仪器仪表、机电一体化产品自动控制系统中应用愈来愈广,很多老式仪表设备在进行升级换代的改造中都将采用单片机作为首选方案。各电气厂商、机电行业和测控企业都把单片机作为本部门产品更新换代、产品智能化的重要工具。通过比较利用单片机控制系统来完成系统的检测与校正,在完成功能相同的条件下,可大大简化系统的硬件电路、节约大量的资金原材料,并且采用模块化的硬件电路,既可实现系统的要求,又可提高系统的检修效率。系统的灵活性也大大提高,总之,广泛的应用微处理器已是时代潮流,因此,用单片微型计算机控制系统能跟上时代潮流。单片机对工业生产的影响是有目共睹的,在单片机技术发展起来的同时,电气行业开始了一场轰轰烈烈的微机革命。其带动了各类家电和仪器仪表的微型化、智能化,现在流行的所谓人性化科技,就是在单片微机的控制上,形成的远程控制、现场总线实时控制等新技术。而电源技术在经历了电气时代的风风雨雨的大半年头后,终于迎来了工业控制技术蓬勃发展的春天,使新型电源的发展有了更广的更美好的前景。微机控制技术为主的工业过程控制技术,PID理论的出现和研究直到投入生产实现,使工业控制技术更灵活和智能化。

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