高中生電氣工程學研究

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1電氣工程學發展歷史

電氣工程學最早是由英國的威廉•吉爾伯特進行研究的，他撰寫的《論磁石》集中討論了地球的磁性，指出電與磁之間存在一定關系。此后，一大批科學家投入大量的時間和精力研究電與磁的本質。19世紀60年代，麥克斯韋在總結前人研究成果的基礎上發表了著名的《電磁學通論》，詳細指明了電與磁的本質，并預言電磁波的存在，提出光即是一種電磁波等理論，奠定了廣泛應用電磁技術的理論基礎。多年以后，德國物理學家赫茲通過實驗證明了電磁波的存在。經過數十年的研究與發展，電氣工程學從無到有，知識體系從最初建立到逐步完善。從第一臺穩定的電壓源，到第一只燈泡的亮起、第一臺直流電機的出現，再到第一臺交流發電機的發明和使用，電力對人類生產和生活的影響逐漸擴大。電力不僅僅局限于燈具照明，也逐步成為工業的動力能源，并直接導致了第二次工業革命，對世界近代化的發展起到了巨大的推動作用。從19世紀末至今，大批家用電器進入千家萬戶，提升了人民的生活水平，至此，電氣工程學在全球范圍內極大地改變了人們的生產和生活方式[2]。

2電氣工程學分支與發展前景

2.1電氣工程學分支。電氣工程學作為一門獨立完整的學科，包含了許多分支，有電機電器及其控制技術、電力系統及其自動化技術、電力電子技術與電力傳動、高壓電與絕緣技術、電工技術等。這些分支相互交叉滲透，并產生新的學科。2.2電氣工程學發展前景。隨著經濟的發展和科技的進步，人們對物質生活的要求越來越高，對電氣的需求也隨之增長。電氣工程學將從廣度和深度兩方面實現雙向發展，以應對客觀世界產生的一系列新挑戰。第一，電氣工程學將向著高、精、尖的方向發展，將傳統低效、體積笨重、噪音巨大、能耗高的電氣產品提升為超高效率、納米尺度體積、安靜、環保且能耗低的新產品。第二，電氣工程學將與生命科學、材料科學、電氣驅動與控制、樓宇智能控制、數字網絡、電子信息等高新技術發生越來越密切的聯系[1]。加強與數學、物理學、化學、醫學和信息技術等前沿學科的交流和融合，深化對復雜系統的研究和對相關電氣規律的探索，同時利用其他學科的綜合成就推動電氣工程學研究方向的多樣性。第三，電氣自動化與網絡的聯系更加密切。統一系統化的電氣工程的核心就是網絡結構，未來網絡技術的發展和普及以及社會生產的需要，都會促使電氣自動化加強與網絡的聯系，形成統一的程序接口，優化通信管理系統及網絡資源配置，實現網絡的互聯互通。第四，電氣工程學將集中在下列多個方面展開進一步研究。如電力大系統、電力傳動及電力電子變流系統中的復雜性問題；生物、醫學領域中的新技術；運用新材料和新原理開發新應用領域的電機和電器；風電、光伏等可再生能源發電、電能儲備和電力轉換等技術。由此可見，在不久的將來，以研究為主和以應用為基礎的電氣工程學，將通過加強與信息科學、生命科學、環境科學等各個學科的交流融合，達到自我發展和完善的目的，并將進一步擴大在生產和生活中的應用，推動全社會自動化水平的提升。2.3影響電氣工程學未來發展的因素。第一，信息技術的發展。信息技術包括計算機、網絡和寬帶以及用來傳輸、感應、處理、儲存等各種與信息相關的技術。電氣工程學在相關眾多學科的創新和發展中一定程度上推動了信息技術的發展完善；反過來，信息技術的進步也不斷推進電氣工程及其相關領域的創新和發展。第二，與物理學科的相互交融。固體電子學的發展建立在三極管的發明基礎上，并在大規模集成電路的制造中得到完善，而固體電子學在20世紀50年代推動了電氣工程學質的飛躍。這些都基于電氣工程學與物理學之間存在緊密的聯系，學科與學科之間的交融性較廣。因此，這兩門學科之間的交融仍然是未來電氣工程學發展的關鍵，并且將拓展到與電氣工程學存在交叉的其他學科，如生物學、光子學和微機電系統。第三，電力電子技術的發展。電力電子技術包括電力電子器件、交流和控制電路三部分，是在電力、電子與控制三大技術學科充分融合的基礎上衍生出的新學科。電力電子技術與材料科學、電機工程等學科都存在著密切的聯系。隨著科學技術的不斷發展，電力電子技術不斷融合其他學科的先進理論和技術，達到發展自己的目的，使其向綜合性技術學科的方向發展。

3電氣工程學在生產生活中的應用

首先，電氣工程學廣泛存在于電力及其相關行業，如對變壓器和絕緣材料進行生產、加工、安裝、維護、運輸等的相關企業。其次，電氣工程學廣泛運用于以電作為能源的相關行業，如燈具、電動車、電梯等生產制造企業。最后，電氣工程學還廣泛運用于與人們生活息息相關的電器設備的生產企業中。這些產業的發展壯大也進一步推動了電氣工程學的不斷擴充和完善。在現代人類的生產生活中，電具有非常重要的作用。例如，在工農業、交通運輸業和國防等部門，都廣泛運用電動機作為生產機械和設備的驅動器，如機床、電動汽車、石油開采等均是以電動機作為驅動器。此外，人們工作和生活中的信息傳遞和處理也是以電作為載體，通過計算機、電視和通信設備等達到傳輸信息的目的。由此可見，電氣工程學相關技術已經成為人們生產和生活各方面的強大支撐[3]。

4結束語

21世紀是經濟和科技高速發展的時代，電氣工程學作為一門生命力旺盛的學科，其在電子信息、新能源、自動化控制等領域，從應用誕生之日起就展現了前所未有的爆發力，由此可見，掌握電氣工程學的核心理論和技術，就打開了人類未來通往高科技的大門。隨著時代的進步，電氣工程學將以更重要的角色發揮不可替代的作用。

參考文獻：

[1]楊海山.電氣工程概論綜述與發展方向淺析[J].雜文月刊(學術版),2016(2):248.

[2]李順生.電氣工程學科發展展望[J].速讀(上旬),2015(11):326.

[3]杜新勇.電氣工程學科建設與發展[J].裝飾裝修天地,2015(8):310.

作者:翟婷 單位:石家莊市第一中學