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电工电子技术现状与发展
电工电子技术研究电气工程领域中电磁现象、规律及其应用的基础学科。该学科主要承担电网络、电磁场和电工新技术的理论、方法及其应用的研究任务;它既是电气工程及其相关学科的基础学科,又可成为边缘学科和交叉学科的生长点。对“电气工程”学科的发展和社会进步,对二十一世纪电力工业和电工技术的发展和高级技术人才的培养具有重大的学术和技术基础的支撑作用。
一、电工电子技术基本理论
电工技术基础理论:
一、直流电路
1、①、电路的定义:就是电流通过的途径
②、电路的组成:电路由电源、负载、导线、开关组成
③、内电路:负载、导线、开关
④、外电路:电源内部的一段电路
2、负载:所有电器
3、电源:能将其它形式的能量转换成电能的设备
4、基本物理量:电流,电压、电动势,电阻
5、①、部分电路欧姆定律:电路中通过电阻的电流,与电阻两端所加的电压成正比,与电阻成反比,=IR
②、全电路欧姆定律:在闭合电路中(包括电源),电路中的电流与电源的电动势成正比,与电路中负载电阻及电源内阻之和成反比,称全电路欧姆定律.
6、电路的连接:串连、并连、混连
7、电功
①、电流所作的功叫做电功,用符号“A”、电压及通电时间成正比,计算公式为A=UIT=I2RT电功及电能量的单位名称是焦耳,用符号“J”表示;也称千瓦/时,用符号“KWH”=
纯电感电路:由电感组成的电路称为纯电感电路.
纯电容电路:.
4、三相交流电路
①、三相交流电的定义:在磁场里有三个互成角度的线圈同时转动,,.
②、三相交流电的特点
转速相同,电动势相同;线圈形状、匝数均相同,电动势的最大值(有效值)相等;三个电动势之间互存相位差;eA、eB、:
eA=EmSinnt
eB=EmSin(wt-1200)
eC=EmSin(wt-2400)
③、电源的连接(在实际连接中)
星形连接 "Y"
相电压:
线电压:
相电流:
三角形连接 "Δ"
④、三相电路的功率计算
单相有功功率:P=IU(纯电阻电路)
功率因数:ø表示..对于纯电阻电路,Cosø=,Cosø<1.
单相有功功率的计算公式为(将公式一般化)P=IUCosø
三相有功功率:不论“Y”或"Δ"接法,总的功率等于各相功率之和
三相总功率计算公式为P=IAUACosø+IBUBCosø+ICUCCos=3
三、常用电工仪表和测试的认识及应用
1、电工仪表的基本原理
磁电式仪表用符号‘∩’:可动线圈通电时,线圈和永久磁铁的磁场磁场相互作用的结果产生电磁力,从而形成转动力矩,使指针偏转.
电磁式仪表用符号‘‘表示,分为吸引型和排斥型两种.
吸引型电磁式仪表工作原理:线圈通电后,铁片被磁化,无论在那种情况下都能使时钟顺时方向转动.
排斥型电磁式仪表工作原理:线圈通电后,动定铁片被磁化,动定铁片的同极相对,互相排斥,使动铁片转动.
电动式仪表用符号‘‘:固定线圈产生磁场,可动线圈有电流通过时受到安培力作用,使指针顺时针转动.
2、常用的测量仪表
电工测量项目:电流、电压、电阻、电功率、电能、频率、功率因素等.
五、互感器的选用:
1)选用穿互感器的匝数必须满足母线电流,小于允许电流;
2)购买配套仪表:例如选用1匝150/5,则选用150/5仪表
三、电子设备现状与发展:
十二五”期间,随着政策环境的不断完善、战略性新兴产业的快速发展,国际国内市场迅速增长、新兴增长点不断涌现、应用领域进一步拓宽,为我国电子专用设备仪器产业发展提供了广阔的空间和坚实的政策支持。但全球经济形势存在不确定性、国产设备仪器的推广应用难度加大,也使产业发展面临较大挑战。
十二五”期间,随着我国继续加快发展战略新兴产业,加大对“极大规模集成电路装备制造技术及成套工艺”、“新一代宽带无线移动通信网”等重大科技专项的支持,新能源、新材料等新兴产业的发展以及量大面广的电子元器件的需求,将为电子专用设备仪器企业的进一步发展创造良好的发展机遇。同时,产业也面临着制造企业对于采购本地设备仪器的积极性不高,在采购本土设备时需要面对工艺与设备的融合,新工艺开发缺乏技术支持等一系列问题。为本地开发的专用设备仪器提供良好的市场销售环境和政策支持,进一步降低国产设备仪器的使用成本,提升本土产品的配套率,提升本土产品的竞争优势,提振用户对国产设备仪器信心,是
“十二五”期间需重点关注和解决的问题。
四、电工新技术:
工新技术的发展有着重大的国民经济发展和科技进步的意义。一些重要技术从其出现到成熟,形成产业,常常需要半个多世纪,几代人的持续努力,需要有稳定的支持和重大国家项目的带动。发展电工新技术,要把主力放在将已形成的重要分支向着产业化的方向努力推进,与此同时,要密切注视新原理、新技术、新材料的出现,及时抓住苗头,不断开辟新的方向与领域。已有30多年历史的中国科学院电工研究所多年来以发展电工电能的应用基础理论及其新技术为主要方向,组织了磁流体发电、超导电工、聚变电工、微电子专用设备、特种和微型电机及其控制系统、新能源、高电压脉冲放电技术、电加工、数控技术、计算机在电工领域的应用,以及高速交通的电工新技术等多方面的电工高新技术的研究发展工作,形成了良好的队伍和较好的基础,做出了一些重要贡献。
1、受控核聚变。受控核聚变的实现将为人类提供实际上用之不竭的洁净能源,从根本上解决人类能源,环境与生态的持续协调发展。
2、磁流体发电。磁流体发电是将高温导电燃气与磁场相互作用而将热能直接转化成电能的新型发电方式。由于其初温可高达3000K,与已有的燃气及蒸汽发电组成联合循环,可望将燃煤电站的热电转换效率提高到50%以上,具有高效率、低污染、少用水的重大优越性。
3、太阳能与风力发电。太阳能与风能是最重要的可再生能源,它们是广泛存在,机会均等,自由索取,最终可依赖的初级能源。
4、磁浮列车。一部人类社会交通运输发展史,在某种意义上可以说是一部以提高运输速度为主要目标的技术开发史。
5、磁流体船舶推进。磁流体船舶推进是一种正在发展的新技术。它利用强磁场与海水中的电流相互作用产生的罗伦兹力,使海水向后喷射,依靠其反作用力推进舰船向前行驶。
6、超导电工。实用超导线与超导磁体技术与应用的发展,以及初步产业化的实现无疑是20世纪下半叶电工新技术的重大成就。
五、电子新技术:
众所周知,现代科学技术的发展异常迅速,并在不断改变着人类的生活和生存方式。专家预言,以下一些面向未来的电子新技术将影响着人们的未来世界和生活。
1、万亿字节存储技术
现在的硬盘磁头读写数据的方式是水平的,下一代硬盘磁头读写数据方式是垂直的(PMR)。这么说理解起来有一定难度。形象的比喻是水平读写数据犹如割倒的玉米杆躺在地里,而垂直读写数据如同没有收割的玉米挺立在地里。由于每比特数据占用磁盘空间较少,垂直读写数据方式能够在相同的磁盘空间存储更多的数据,而且由于数据排列紧密,磁头读写时移动距离要比水平读写方式小很多,所以耗能也少,在移动计算的情况下可以有效地延长电池使用时间。
2、无线漫游的技术
   无线通信领域是一个标准混乱的世界。手机通信、无线局域网、军用无线通信及公共安全无线网络各自在特定的频段工作,这一工作频率是相关硬件在工厂生产时就已经设定的。所以美国的CDMA手机在欧洲不能用,而欧洲的许多GSM手机在***也没法用。这在平时只是麻烦而已。但是在某些紧急情况如911,消防队同警察居然无法通过无线通信设备联系,因为频率不同,设备不兼容。
 为了解决这一问题,新兴企业Sabridge技术公司以及Vanu等正在用软件替代相关硬件,从而能够与不同标准、不同工作频段的无线通信网络兼容。这种技术称为软件无线电(softwareradio)。
软件无线电技术的崛起走的是从军用到民用的老路。无线通信中CDMA(码分多址)本来是军用卫星通信技术,后来用到民用移动通信,并因此出现了高通这样的企业。所以就是在今天,军用领域的需求仍然是推动技术发展的动力。
六、总结:
一门新技术的发展都离不开人类孜孜不倦的探索,尤其是像电工电子技术,已经在人类史上经历了一百多年。在这一百多年期间,电工电子技术为人类的进步做出突出贡献,人类生产力的进步在极大程度上依赖于电工技术的进步,今天人类的生活、生产活动须臾离不开他。因此对于电类的工科生来说,掌握好电工电子技术是有必要的,也是社会所需要的。