電氣工程

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電氣工程(Electrical Engineering,簡稱EE)

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什麼是電氣工程

  電氣工程,是現代科技領域中的核心學科和關鍵學科。例如正是電子技術的巨大進步才推動了以電腦網路為基礎的信息時代的到來,並將改變人類的生活工作模式等等。

  美國大學電氣工程學科在機構名稱上有的學校稱電氣工程系,有的稱為電氣工程與信息科學系,有的稱為電氣工程與電腦科學系等等。

  傳統的電氣工程定義為用於創造產生電氣與電子系統的有關學科的總和。此定義本已經十分寬泛,但隨著科學技術的飛速發展,21世紀的電氣工程概念已經遠遠超出上述定義的範疇,斯坦福大學教授指出:今天的電氣工程涵蓋了幾乎所有與電子、光子有關的工程行為。

電氣工程發展的影響因素

  對電氣工程發展影響最大的主要因素包括:

  1、信息技術決定性影響。信息技術廣泛地定義為包括電腦、世界範圍高速寬頻電腦網路及通訊系統,以及用來感測、處理、存儲和顯示各種信息相關支持技術的綜合。信息技術對電氣工程的發展具有特別大的支配性影響。信息技術持續以指數速度增長在很大程度上取決於電氣工程中眾多學科領域的持續技術創新。反過來,信息技術的進步又為電氣工程領域的技術創新提供了更新更先進的工具基礎。

  2、與物理科學的相互交叉面拓寬。由於三極體的發明和大規模集成電路製造技術的發展,固體電子學在20世紀的後50年對電氣工程的成長起到了巨大的推動作用。電氣工程與物理科學間的緊密聯繫與交叉仍然是今後電氣工程學科的關鍵,並且將拓寬到生物系統、光子學、微機電系統(MEMS)。21世紀中的某些最重要的新裝置、新系統和新技術將來自上述領域。

  3、快速變化。技術的飛速進步和分析方法、設計方法的日新月異,使得我們必須每隔幾年對工程問題的過去解決方案重新全面思考或審查。這對我們如何聘用新的教授,如何培養我們的學生有很大影響。

電氣工程的應用

  電氣自動化用於工業控制系統,例如一條設備怎樣運行才能保證它能正常生產出合格的產品現代工業不是全人工,靠人來操作,卻是由機器來製作,啟動機器,就會自己運行下去,機器之所以能自動運行,就是電氣自動化,所謂電氣自動化,就是利用繼電器、感應器等電氣元件實現順序控制、時間控制的過程。其他如一些儀錶或伺服電機,能根據外界環境的變化反饋到內部,從而改變輸出量,達到穩定的目的。

  電力是發展生產和提高人類生活水平的重要物質基礎,電力的應用在不斷深化和發展,電氣自動化是國民 經濟和人民生活現代化的重要標誌。就目前國際水平而言,在今後相當長的時期內,電力的需求將不斷增長,社會對電氣工程及其自動化科技工作者的需求量呈上升態勢。

  電子設備要達到所要求的指標,首要的就是配備一個穩定、優越的電源,在一些專業要求更高的系統中,對電源的要求更高。可以說,電源技術的發展和創新將直接推動電器、電力技術的發展,電源技術在電氣技術發麵起著舉足輕重的作用。最方便的、最經濟的電能來源是取自電網的交流電,但電子線路需要的常是直流電源,將交流電變換成直流電,對於要求不高的電子產品,可以直接使用。但簡單的直流電源的輸出電壓不穩定,電源電壓隨著電網電壓的變化或負載的變化而變化,這必然會影響電子線路的性能,經整流得到的直流電壓,雖經濾波,交流成分仍然較大。所以,在要求高的電子產品中,必須採用直流穩壓電源。隨著微型電腦特別是單片機的不斷發展,其檔次不斷提高,功能越來越強。它將衝擊著人類的方方面面,使其應用領域不斷擴大,廣泛應用於工業測控、尖端科學、智能儀器儀錶、日用家電等領域中。目前,單片機在工業測控領域中已占重要地位。

  單片機在智能儀器儀錶、機電一體化產品自動控制系統中應用愈來愈廣,很多老式儀錶設備在進行升級換代的改造中都將採用單片機作為首選方案。各電氣廠商、機電行業和測控企業都把單片機作為本部門產品更新換代、產品智能化的重要工具。通過比較利用單片機控制系統來完成系統的檢測與校正,在完成功能相同的條件下,可大大簡化系統的硬體電路、節約大量的資金原材料,並且採用模塊化的硬體電路,既可實現系統的要求,又可提高系統的檢修效率。系統的靈活性也大大提高,總之,廣泛的應用微處理器已是時代潮流,因此,用單片微型電腦控制系統能跟上時代潮流。單片機對工業生產的影響是有目共睹的,在單片機技術發展起來的同時,電氣行業開始了一場轟轟烈烈的微機革命。其帶動了各類家電和儀器儀錶的微型化、智能化,現在流行的所謂人性化科技,就是在單片微機的控制上,形成的遠程式控制制、現場匯流排實時控制等新技術。而電源技術在經歷了電氣時代的風風雨雨的大半年頭後,終於迎來了工業控制技術蓬勃發展的春天,使新型電源的發展有了更廣的更美好的前景。微機控制技術為主的工業過程式控制制技術,PID理論的出現和研究直到投入生產實現,使工業控制技術更靈活和智能化。

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