电气工程与电子学有何不同?

当我们谈论电气工程时,通常指的是电能的产生、转换、传输或使用。在这种情况下,我们指的是用于解决这些问题的传统设备。这一段技术不仅涉及操作,还涉及设备的开发和改进,涉及其零件、电路和电子元件的优化。

电气工程与电子学有何不同?

总的来说,电气工程是一门研究并最终为在各种过程中实际实施电磁现象开辟机会的一门科学。

一百多年前,电气工程从物理学中分离出来成为一门相当广泛的独立科学,今天电气工程本身可以有条件地分为五个部分:

  • 照明设备,

  • 电力电子,

  • 电力行业,

  • 机电,

  • 理论电气工程 (TOE)。

在这种情况下,坦率地说,应该指出的是,电力行业本身长期以来一直是一门独立的科学。

与组件尺寸小的低电流(无功率)电子产品不同,电气工程涵盖相对较大的对象,例如:电力驱动、电力线、发电厂、变电站等。

另一方面,电子学研究集成微电路和其他无线电电子元件,其中更多关注的不是电本身,而是信息和某些设备、电路、用户与电、与信号,具有电场和磁场。在这种情况下,计算机也属于电子产品。

实用电子

现代电气工程形成的一个重要阶段是20世纪初的广泛引入。 三相电动机 和多相交流输电系统。

今天,伏打柱的发明已经过去了 200 多年,我们了解了许多电磁定律,不仅使用直流和低频交流电,还使用交流高频和脉动电流,因此,最广泛的可能性被打开并实现,不仅可以在没有电线的情况下远距离传输电力,还可以传输信息,甚至可以在宇宙范围内传输。

现在,电气工程和电子学几乎在任何地方都不可避免地紧密交织在一起,尽管人们普遍认为电气工程和电子学是完全不同的规模。

电子学本身作为一门独立的科学,研究带电粒子(尤其是电子)与电磁场的相互作用。例如,电线中的电流是电子在电场影响下的运动,电气工程很少涉及此类细节。

同时,电子技术使制造精确的电力电子转换器、传输、接收、存储和处理信息的设备,以及许多现代工业的各种用途的设备成为可能。

多亏了电子学,无线电工程中的调制和解调首先出现了,一般来说,如果没有电子学,就不会有无线电,也不会有电视和无线电广播,也不会有互联网。电子学的基本基础诞生于真空管,而在这里仅靠电气工程是远远不够的。

数码电子

20世纪下半叶兴起的半导体(固态)微电子学,成为以微电路为基础的计算机系统发展的一个尖锐突破点,最终在20世纪70年代初微处理器的出现,开启了计算机的发展。摩尔定律指出,晶体集成电路上的晶体管数量每 24 个月翻一番。

今天,得益于固态电子,蜂窝通信得以存在和发展,各种无线设备、GPS 导航器、平板电脑等应运而生。而半导体微电子本身已经完全包括:无线电电子、消费电子、电力电子、光电子、 数字电子、音像设备、磁物理等。

同时,在 21 世纪初,半导体电子的进化微型化停止了,现在几乎停止了。这是因为在晶体上实现了尽可能小的晶体管和其他电子元件尺寸,它们仍然能够消除焦耳热。

但是,尽管尺寸已经达到几纳米并且微型化已经接近加热极限,但原则上,电子学发展的下一阶段仍然有可能是光电子学,其中载体元素将是光子,移动性更强,比现代电子产品的半导体的电子和“空穴”惯性小......

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