浅谈电工技术的改革

摘要: 电工技术是与生产、生活息息相关的科学技术。自1831年法拉第发现电磁感应定律,1867年西门子研制成功世界第一台自激式发电机,开创了发电机广泛使用的新纪元以来,100多年中,电工技术的改革与发展,对人类文明的进步作出了突出的贡献。随着科学技术的迅速发展,电工技术中产电和用电两方面在过去几十年都发生了巨大的变化,并将随着人类生产和生活的需要而继续改革与创新。

关键词: 电工技术;电磁学;驱动;新技术

中图分类号:G71文献标识码:A文章编号:1671-7597(2010)0310165-01

1 电工技术的现状

电工科学是研究电磁场客观规律及其应用的科学,以电工科学中的理论和方法为基础而形成的工程技术称为电工技术。

电工技术100多年来发展迅速,在人类的生活和生产中日发挥着它不可替代的作用,并且已经渗透到了人类生活的各个方面,它的进步对提高生产力有着非常紧密和直接的联系。电工技术有一个重要的特点就是其发现和发明会快速的转化为应用的生产力。

我国电工技术在改革开放以来已经取得了巨大的进步,如中小型电机、微型电机等已在国际市场占据了相当大的比重,但总体来说,与世界上的一些先进水平相比还是有一定的差距。这种差距主要表现在两个方面:一是发展现技术方面的差距,另一个是生产组织方面的差距,特别是在新技术的研究方面,我国还是落后于世界的领先水平。

2 电工技术的发展

20世纪下半叶以来,由于新材料、新技术和新理论的迅速发展,电工技术也得到了迅猛的发展。一方面,他们在传统电工制造领域的应用促使电力生产、电工制造、交通运输及其他工业领域的技术更新换代,产生了更高效环保的超临界机组、更节能的超高压输电、高可靠性的断路器和变压器、高效灵活小型化的电力电子设备等等。另一方面,他与其他科学如医学、生物、材料等学科的“交叉渗透”和“边缘生长”又形成了电工科学的一个新兴的大分支——电工新技术。

由于电磁现象的普遍性,电气学科和其它学科之间存在着广泛的、内在的联系,具有极强的交叉性和渗透性。从电气学科发展的历史上看,曾经分化形成了电子学、计算机学及信息学、自动化技术等血多新的学科门类和技术领域。近年来电气学科在与生命科学、物理学、化学、军事科学等学科广泛的交叉融合过程中,形成了许多新的学科生长点。学科交叉和相互渗透使得电气科学长期保持着旺盛的生命力和创造力。随着人们生活质量的不断提高,对电能的质量的要求也是越来越高,量的应用也是越来越大。这就有一个问题,如何生产和分配电能,生产和分配的方式手段应如何进步才能满足社会的发展,这对电工技术来说是一个非常严峻的挑战,也预示着发展前景的光明。

3 电工技术的改革与应用

新理论、新技术、新材料不断应用到电工技术的研究中,发展创新出多种电工新技术。其中有一些已经发展成了新兴产业或对传统产业的技术改造发挥了重大作用,另一些将形成新兴的高技术产业。无论是从国民经济的发展,还是科学技术进步的角度看,电工技术的发展都有着重大的意义。

3.1 可再生能源发电技术。进入21世纪后,人们期望经济、社会与生态环境持续、协调、稳定的发展,因而能源与电力的可持续发展就具有重大的意义。可再生能源包括:太阳能、风能、生物质能、水能、地热能、潮汐能等等是广泛存在,用之不竭,可以依赖的能源。随着石化能源逐渐耗竭,它们在人类能源持续发展中的作用日益增大,在能源供应中的份额将逐步提高,最终成为人类持续、协调、稳定发展的支柱。水电、核电是比较早受到开发应用的新能源。水电开发既能提供电力,又能防洪灌溉,因此受到各国的重视。我国建国以来新建了新安江、龙羊峡、刘家峡、葛洲坝等多项水利工程。1996年我国启动了三峡工程,2009年完成时达到700MW的发电容量。同时我国还鼓励四川、贵州等地建设地方小型水电站,利用水资源。

近年来,由于能源紧张,技术较成熟、功率高、见效快的核电建设越来越受到重视。在国外如法国,核电发电容量占总发电容量的70%以上。我国继20世纪建设秦山、大亚湾核电站后,又规划在辽宁、江苏、福建等地建设新的核电站。严格来讲,核电需要消耗铀矿而非可再生能源,但因其能量密度高,环境负担较小,原料运输量少等优点而受到许多国家的青睐。

3.2 电工技术在驱动领域的改革。近年来,电工技术改革最大,进步最快的就是驱动领域。因为电的一大应用领域就是交通驱动,也就是电气驱动。蒸汽机与内燃机发明之后,人类快速应用于驱动领域。但他们所使用的燃料都是不可再生的能源,而地球上的能源已经所剩无几,所以人类就对驱动提出了新的要求。在这种情况下,电能的驱动就想的尤为重要。近期电驱动又有了很大的发展,磁悬浮列车的发明就是很好的例子。虽然目前对磁悬浮有很多的争议,但这的确是一个了不起的进步,至少它可以证明电具有这样大的驱动能力,这是电工技术在驱动方面的一大成就。用电把十几节车厢悬起来并以四五百公里每小时的速度高速前进,这在以前是不可想象的事情,现在我们在上海花几十元钱就能体会到。而在汽车工业领域中,电汽车也在逐步的完善与创新。世界很多大品牌汽车都推出了自己的新能源汽车,他们多数是电汽车。这更加证明了电在驱动领域中的改革与创新,加速了人类的进步。

3.3 电工技术在医疗领域的改革。超导和新型磁性材料技术的研究,使得强磁场比以往更容易获得。这使得核磁共振成像技术得以降低成本,普及到医疗、化学、食品等领域。超声碎石和超声成像技术通过电-声换能器件将电能转换成声波能量。超声碎石利用超声波较易透过人体肌肉组织,作用于体内结石。超声成像则利用超声波在不同组织中的不同传播速度以及遇到界面时的反射,反映人体内的结构状况。人们还努力开拓电学应用于医学的新方法。研究发现,强磁场或电场容易导致人体细胞病变,而流行病学研究也显示,从事高压电工研究、常接触高强度电磁场的人群患白血病的几率是正常人群的数倍。

4 结语

今天的中国,无论是在经济发展,还是在科学技术的发展方面都有着翻天覆地的变化。电工技术也将与时俱进,科研人员在瞄准国家相关领域的重大战略需求和国际电工技术的前沿,利用现代科学技术所提供的新手段和新条件,特别是极限条件下的强电场、强磁场条件,探索物质的新的电磁学特性,有所发明,有所发现,并将新的发明迅速转化为应用体系,转换为生产力。

未来几十年电工科学技术的发展将充满生机与活力,不断取得新的突破,极大地提高社会生产力的技术水平,极大地改变人们的社会生活方式,在心的世纪成为社会可持续发展的强大动力。为我国社会进步和经济发展做出更辉煌的成绩。

参考文献:

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