Definition and meaning of Электротехника

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Электротехника — область технических наук, изучающая практическое применение электричества .

Электротехника выделилась в самостоятельную науку из физики в конце XIX века, после коммерциализации телеграфа и средств передачи электрической энергии^{[источник не указан 417 дней]}.

В настоящее время электротехника включает в себя несколько наук: электроэнергетику, электронику, системы управления, обработку сигналов и телекоммуникации. Основное отличие от электроники заключается в том, что электротехника изучает проблемы, связанные с силовыми крупногабаритными электронными компонентами: линии электропередач, электрические приводы, в то время как в электронике основными компонентами являются компьютеры и интегральные схемы.^[1] В другом смысле, в электротехнике основной задачей является передача электрической энергии, а в электронике — информации.

Подразделения

Электротехника имеет множество разделов, самые важные из которых описаны ниже. Хотя инженеры работают каждый в своей области, но многие из них имеют дело с комбинацией из нескольких наук.

Электроэнергетика

Основная статья: Электроэнергетика

Электроэнергетика — наука о выработке, передаче и потреблении электроэнергии, а также о разработке устройств для этих целей. К таким устройствам относят: трансформаторы, электрические генераторы, ТЭНы, электродвигатели, низковольтную аппаратуру и электронику для управления силовыми приводами. Многие государства мира имеют электрическую сеть, называемую электроэнергетической системой, которая соединяет множество генераторов с потребителями энергии. Потребители получают энергию из сети, не тратя ресурсы на выработку своей собственной энергии. Энергетики работают как над проектированием и обслуживанием сети, так и над энергетическими системами, присоединёнными к сети. Такие системы называются внутрисетевыми и могут как поставлять энергию в сеть, так и потреблять её. Энергетики работают также и над системами не присоединёнными к сети, называемиыми внесетевыми, которые в некоторых случаях являются более предпочтительными, чем внутрисетевые системы. Имеется перспектива создания энергетических систем, контролируемых со спутника, имеющих обратную связь в реальном времени, что позволит избежать скачков напряжения и предотвратить нарушения энергоснабжения.

Системы автоматического управления

Основная статья: Системы управления

Задачами автоматических систем управления является моделирование различных динамических систем и разработка контроллеров, которые заставляют эти системы работать нужным образом. Для создания таких устройств могут использоваться электрические схемы, процессоры цифровой обработки сигналов, микроконтроллеры и программируемые логические контроллеры. Системы управления имеют широкую область применения от бортовых систем и энергетических установок на коммерческих авиалайнерах до автоматов постоянной скорости, имеющихся во множестве современных автомобилей. Также автоматика играет важную роль в автоматизации промышленного производства.

Инженеры часто используют обратную связь при проектировании систем управления. Например в автомобиле с автоматом постоянной скорости скорость транспортного средства постоянно отслеживается и данные передаются системе, которая соответственно регулирует выходную мощность двигателя. Если имеется стандартная система обратной связи, можно использовать теорию управления для определения того, как система должна реагировать на поступающую информацию.

Электроника

Основная статья: Электроника

Электроника затрагивает вопросы разработки и тестирования электронных цепей, в которых в качестве компонентов используются резисторы, конденсаторы, индукторы, диоды и транзисторы с целью получения заданной функциональности. Резонансный контур, который позволяет отфильтровывать все радио сигналы кроме заданной станции является одним из примеров таких цепей.

До изобретения в 1959 году интегральных схем, цепь собиралась из отдельных компонентов. Эти схемы были ограничены в быстродействии, требовали много энергии и места. Однако, они всё ещё находят применение во многих устройствах. Для сравнения интегральные схемы включают в себя огромное количество (зачастую миллионы) крошечных компонентов, в основном транзисторов, которые умещаются на небольшом чипе, размером с монетку. Это сделало возможным появление мощных компьютеров и других электронных устройств, которые мы можем видеть сегодня.

Микроэлектроника

Основная статья: Микроэлектроника

Микроэлектроника занимается разработкой и изготовлением очень малых компонентов электронных цепей для использования в интегральных схемах или, в некоторых случаях, для использования в качестве основных электронных компонентов. Самыми распространенными микроэлектронными компонентами являются полупроводниковые транзисторы, хотя все основные электронные компоненты (резисторы, конденсаторы, индукторы) могут быть созданы на микроскопическом уровне.

Микроэлектронные компоненты создаются химическим изготовлением пластин из полупроводников, например, кремния (при более высоких частотах — полупроводниковых соединений, таких как арсенид галия и фосфид индия), чтобы получить желаемую передачу заряда и управлять током. Микроэлектроника затрагивает существенную часть химии и материаловедения, и требует от инженера-электроника, работающего в данной области, хороших практических знаний квантовой механики.

История

Основная статья: История электротехники

Литература

• Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. — М.: Гардарики, 2002. — 638 с. — ISBN 5-8297-0026-3

См. также

• История теоретической электротехники

Примечания

Ссылки

• Электротехника — статья из Большой советской энциклопедии
• Электротехника — статья из Толкового словаря русского языка Ушакова
• Электротехника — статья из Энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона
• Электротехника — статья из Словараря по естественным наукам «Глоссарий.ру»
• Энергетическое и электротехническое образование в СССР — статья из Большой советской энциклопедии
• История электротехники и электроэнергетики