【摘要】电气工程（英文：Electrical Engineering），简称EE，是现代科技领域中的核心学科和关键学科。传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。此定义原本十分宽泛，但随着科学技术的飞速发展，目前的电气工程概念已经远远超出上述定义的范畴。斯坦福大学的教授指出：“当今的电气工程涵盖了几乎所有与电子、光子有关的工程行为”。正是电子技术的巨大进步才推动了以计算机网络为基础的信息时代的到来，并改变了包括人类的生活与工作模式等各个方面。

【关键词】电气工程，应用，发展前景

在这个社会科学技术和经济高速发展的时代，经济逐渐成形，技术产品也在不断完善，科学技术已经运用到了很多领域之中。现在，许多行业中科学技术的使用都得到了改善。电气工程作为我国发展中的重要部分，已经渐渐的离不开自动化工程技术的结合了，但是由于自动化技术的发展较为缓慢，其开发进度和普及程度也相对较低，这就导致了一系列的问题出现，比如难度大，不易操作，在和许多企业结合的过程中不易得到有机融合，从而造成技术普及难度大，这使许多企业难以在市场竞争中取得优势，所以为了改变这种现状，我国的电气工程及自动化工程要进行有机的结合，并且不断完善管理，促进其稳步提升。

 一、电气工程及其自动化的现状分析

电气工程技术的发展史

　　电气工程是现代科技领域核心学科之一，传统的电气工程定义为用于创造产生电气与电子系统的有关学科的总和。因此，电气工程的教育和科研在发达国家大学中始终占据重要地位。

　　1.电磁学理论的建立及通讯技术的发展

　　大自然中的雷电使人类对电有了最早、最朴素的认识，天然磁石吸铁是人类对磁现象的最早观察，然而，人类对电磁现象的研究始于16世纪的英国，1663年德国科学家盖利克发明了摩擦起电的仪器，1729年英国科学家发现电荷可以通过金属传导等等，这是人类对电的早期实验，之后又出现了一系列具有里程碑意义的发现与发明。

　　（1）库仑定律。1785年法国物理学家库仑通过扭秤测量静电力和磁力总结出：两个电荷之间的作用力与它们间距离的平方成反比，与它们所带电荷量的乘积成正比，这就是著名的库仑定律。这一发现的历史意义在于它标志着人类对电磁现象的研究从定性阶段进入了定量阶段。

　　（2）伏打电池。1799年意大利物理学家伏特经过反复实验发现把任何潮湿物体放到两个不同金属之间都会产生电流，一年后伏特发明了世界上第一个电池，自此人类对电的研究由静电扩大到了动电，开辟了电学研究的新领域。

　　（3）奥斯特发现电流的磁效应和安培右手定则。1820年奥斯特偶然发现通电铂丝周围的小磁针发生轻微晃动，之后他经过反复实验证实了这一发现。其后安培进行了更深入的研究，提出了右手定则，发现了电流方向与磁针转动方向之间的关系。

　　（4）法拉第发现电磁感应。英国科学家法拉第是第一个成功完成磁生电实验的人，并归纳出产生感应电流的五种情况：一是变化着的电流；二是变化着的磁场；三是运动的稳定电流；四是运动的磁场；五是在磁场中运动的电线。法拉第把这一现象叫做“电磁感应”。电磁感应的发现使生产电成为可能，至今，发电机、电动机、变压器都是运用电磁感应原理工作的。

　　（5）麦克斯韦建立电磁场理论。英国数学家、物理学家麦克斯韦总结了前人的一系列成果，用数学方程式表示电磁场，建立了完整的电磁理论体系，揭示了光、电、磁本质上的统一，并预言了电磁波的存在。

　　2.电工技术的初期发展

　　人类社会发展历程中经历了三次工业，对人类的进步起到了巨大的作用。第一次工业从18世纪中叶到19世纪中叶，以瓦特发明的蒸汽机为标志，以机械化为特征，中心在英国；第二次工业从19世纪后半期到20世纪中叶，以工业生产电气化为主要标志，其成果是电力、钢铁、化工“三大技术”与汽车、飞机和无线电通信“三大文明”，其中心在美国和德国；第三次工业从20世纪中叶到21世纪初，以社会生产、生活信息化为特点，又叫新技术。第二次工业就是从电工技术初创和应用开始的。

　　（1）直流发电机的诞生。1831年英国企业家研制出了史上第一台发电机——蒸汽动力永磁发电机；1832年法国科学家匹克斯发明了世界上第一台直流发动机；1866年西门子发明了自激式励磁直流发电机；1870年格拉姆发明了实用自激直流发电机，结构可靠，电流稳定，输出功率大，被各国广泛采用作为照明灯电源。

　　（2）远距离输电和电力工业技术体系的初步建立。1875年法国巴黎火车站建成世界上最早的一座火力发电厂。爱迪生不仅发明了灯泡，他还在1882年建立了美国第一家直流发电厂，装有6台直流发电机，通过电缆输送照明用电，不过当时的最大输送距离只有1.6km。之后爱迪生还建立了一座水电站，形成了电力工业体系的雏形。

　　（3）交流发电机电荷电动机的诞生。1876～1878年人亚布洛切科夫成功试验了单相交流输电技术。1885年，英国工程师菲尔安基设计的第一座交流单相发电站建成。同年，美国人威斯汀豪率领的团队完成了交流发电、供电系统，并创建了交流配电网。

　　3.新技术对电气工程技术的推动

　　20世纪中叶开始的第三次技术又称为新技术，以核能、宇航和电子计算机这三大技术为主要标志。这个时期的主要理论是信息论、系统论和控制论，这三大理论的创立为通信工程技术和现代科学技术的研究提供了全新的科学方法。

　　（1）计算机的升级换代对电气工程技术的推动。自19世纪第一台计算机问世以来，经过几十年的发展，计算机给人类社会带来了翻天覆地的变化，人类社会从此走进了信息时代。1952年出世的第一代计算机使用的是真空电子管，不仅体积巨大，而且耗电量惊人。1959年～1963年生产的第二代计算机用晶体管替代了真空电子管，大大提高了运算速度，减少了耗电量，减小了体积，运用在了军事和科研领域。

　　（2）电子信息技术的发展。电子信息技术是计算机技术和电信技术相结合而形成的技术手段。20世纪通信技术得到了迅猛发展，人类社会生活也由此发生了巨大变革，人类从此进入信息时代。

　　电气工程技术发展史再次印证了这样两个真理：一是任何理论的创立和技术的进步都要靠众多科学家甚至一代代人的不懈努力而实现，特别是在学科相互融合交叉的今天。二是科学技术的每一次重大突破都会导致生产力的跨越式发展和人类社会的巨大进步，科技是第一生产力，创新是社会发展的推动力。

　　二、电气技术的发展趋势

　　与电气工程学科相关的产业主要有电力工业、电气装备制造业以及几乎所有使用电力的行业，电气技术的发展与应用也主要集中在这些行业。

　　1.可再生能源技术

　　1995年全球可再生能源仅占一次能源的18%，预测到2050年可再生能源要占一次能源的22%，21世纪，光伏技术、风电技术、生物质发电技术等得到了快速发展。下面着重介绍人类的未来能源——氢能。科学家们一直致力于研究把氢能作为人类未来的能源，氢能有其他能源无与伦比的优势：

　　（1）清洁。其反应后的生成物为水和氮化氢，对环境没有污染。

　　（2）储量丰富。地球上的海水所含的氢用来发电就够人类用数亿年。

　　（3）热值高。单位重量的发热量叫热值，氢的热值是汽油的3倍，煤炭的4倍。现在世界上很多国家正在斥巨资研究这一能源，但目前还处在实验室阶段，距工业应用还有一段距离。

　　2.输电信技术

　　超导技术在电气工程中的广泛应用已成为发展趋势。

　　（1）超导储能系统。将电能转换为电磁能，利用超导线圈储存起来。超导储能系统是除电池储能系统之外的又一储能系统，其使用将提高电网的安全性。

　　（2）超导故障限流器。利用超导体超导与正常状态的转变特性，快速电力系统故障短路电流，保障电网安全。

　　（3）超导大容量电缆。可大大降低输电过程中的电耗，提高能源效率。

　　灵活交流输电技术（FACTS）。用大功率电子器实现对电力系统电压、参数、功率、相位角等的实时调节控制，以实现电力系统的安全稳定性和输电过程中的能耗。

　　3.高速磁悬浮列车

磁悬浮技术实现了列车脱离地面、不带燃料的“飞行”，德、日两国在这方面的技术领先，最高时速已达到每小时550公里。高速磁悬浮列车是综合运用磁悬浮、低温超导、计算机控制与信息技术等高新技术的成果

二、电气工程的相关应用

1.对电气工程及其自动化技术在智能建筑中的应用介绍

随着建筑行业的不断发展，电气工程及其自动化的应用更具广泛性，尤其是在高层建筑中，在便捷性和高效性方面更具明显。电气工程及其自动化技术在应用中，能够实现对智能建筑相关设备信息的恰当处理，达到对设备的全面监控，形成综合性的网络监控核心，将数字化的程控交换机作为存在的基础。同时，电气工程及其自动化技术的应用，能够实现对静电现象的有效抑制，在根本上保证财产和生命的安全性。电气工程及其自动化技术能够实现建筑设备信息的全面汇总和融合，发挥集中优势，提升服务的周到性。

2.电气工程及其自动化技术在工业领域的应用

电气工程及其自动化技术在工业领域中的应用也比较明显，能够使人力资源的有效节约。在工业领域，电气工程及其自动化技术能够完成多元化的电子控制，实现对整个工业流程的有效掌控，降低人员需求量，在终端就能够实现全面的控制，省去了进行线路检测的时间。为此，对于电气工程设备的操作和管理工作备受关注，要求不断提升，需要人员具有较高的专业水平，保证生产线的稳定运行，结合设备故障，及时进行处理，确保技术运用的顺畅性。

3.对电气工程及其自动化技术在电力系统中应用的介绍

在社会生活中，电力是根本，是重要的能源类型。因此，为了保证电力的合理应用，需要控制好电力供应过程中的诸多环节，维护网络系统的稳定性。在实际应用中，电气工程及其自动化技术能够达到对系统数据的有效采集，有效传达给终端。结合电网相关数据的分析，实现对电网设备实施监控的目的，全面体现设备运行的状态，使得电气工程及其自动化技术在供电系统中更好地发挥作用，提升运行的高效性。另外，安全性也不容忽视，为了切实保证人生安全和运行安全，发挥电气工程的优势，实现对电网的实时监控，及时分析出现问题的原因。一旦出现问题，需要及时传递信息，合理处理，避开事故，最大程度地降低损失。在根本上讲，只有不断进行电气工程及其自动化技术水平的提升，才能有效维护整个电力系统运行的稳定性。

三、发展前景

1.工作人员的专业化

由于电气自动化涵盖了广泛的领域，因此在特定行业中安装电气自动化设备时，由于相关设备人员缺乏足够的综合知识，这在应用过程中造成了各种困难，这主要是由于缺乏完整的系统培训的结果，员工能力不足所致。大多数公司高管仍然认为，电气自动化技术是一种非常简单的应用技术，这导致对相关专业人员的培训缺乏兴趣，而接受过初期基础培训的人员在面临新的电气设备时，由于无法正确安装和操作，导致先进的设备将无法正常运行，然而此时原本的设备也无法进行正常运作。所以，从这个现象我们不难看出，工作人员的水平不足很大程度上阻碍了电气自动化工程的正常发展，这就需要我们加快该专业技术人员的队伍建设和人才培养。

 2加强电气工程自动化的质量管理

   首先，企业应加强质量控制，提高相关领导层人员的关注度，当员工参加电气自动化工程设备的生产时，要始终注意质量控制，重视生产中的质量问题。其次，必须加强对员工的质量控制培训。员工要了解质量管理的重要性，了解质量控制的预防措施，要可以熟练的操作相关技术，并通过系统的专业知识培训来提高生产质量。此外，员工必须严格控制原材料的使用，并且必须以保证质量为前提，合理地选择和使用原材料，并且不得出现浪费原材料的现象，这就需要制定合理的生产计划，以避免由于原材料短缺而导致质量下降。最后，必须在整个生产运营的各个环节中进行严格的质量控制，设立专门的监督部门，充分发挥质量控制的作用，并确保质量合格。

 3建设电气工程自动化通用网络系统

    电气工程和自动化技术的进步不能仅由的个体来推动。所以，社会之间要形成联合力量，加强企业之间的沟通与合作，建立行业协会，建立电气工程自动化网络系统的标准化体系，并且必须是一个完整的，集成的高科技网络系统。面对电气自动化工程技术的普及趋势，广大企业都应该提高对此技术结合的注意力，致力企业之间的有效合作和交流沟通，只有众多企业团结在一起，共同建设电气工程自动化通用网络系统，才能更好好的推进该技术的应用。

  4.构建科学合理、统一的电气自动化系统

    科学合理的电气自动化系统架构是电气工程的重要部分，也是未来电气工程科学发展的重要方向。企业的高效运作离不开高效的内部交流，这就需要充分优化资源合作关系，加强企业之间的持续信息共享。建立专业的网络系统是企业之间有效合作的前提，信息交流和共享是一种不可分割的关系，其有助于加强企业之间的交流，促使企业可以互相学习，促进企业的健康发展，进而不断改善电气工程的现存问题，加快系统优化设计，不断满足生产和生活的需求。

结束语：综上，对于电气工程及其占地和技术，是当前社会发展的重要学科类型，应用十分广泛。诶此，要重视对其进行广泛研究，发挥自身优势，保证科学技术的全面发展。下载本文