Тази публикация в блога изследва как електротехниката влияе върху ежедневието и ще оформи бъдещото общество по достъпен и ангажиращ начин.
Електричеството се е превърнало в съществен елемент в съвременното общество. Животът без електричество е почти немислим. Ако електричеството изчезне, всички транспортни системи, включително метрото, ще спрат. Световната икономика ще се срине, военните системи за сигурност ще се провалят и народите ще потънат в хаос. Освен това ще се сблъскаме с неудобството да не можем да използваме ежедневни предмети като смартфони, компютри или дори асансьори. Електротехниката е областта, която се занимава с това електричество, което играе толкова централна роля в живота ни. Много хора обаче свързват електротехниката с роли като електротехници или техници по поддръжка в енергийни компании или техници по ремонт на компютри. Ето защо тази статия има за цел да обясни какво е електротехника по начин, който читателите могат лесно да разберат.
Електротехниката може да бъде разделена на две основни области. Първо, това е изучаването и приложението на електрическите явления. Второ, това е изучаването и приложението на магнитните явления. На пръв поглед тези две области може да изглеждат напълно несвързани, но електричеството и магнетизмът имат общ произход: и двете са явления, генерирани от електрони. Атомите, най-малките единици, изграждащи материята, се състоят от ядро и електрони. Атомното ядро съдържа положително заредени протони и неутрални неутрони, докато електроните носят отрицателен заряд. Електричеството е явлението, което се случва, когато електроните се движат, докато магнетизмът е явлението, което се случва поради неподвижни електрони. И така, нека разгледаме по-отблизо какво ни учи електротехниката за тези електрически и магнитни явления.
Електроните могат да се движат по различни причини и потокът от тези електрони се нарича електрически ток. Освен това, енергията, пренасяна при движението на електроните, се нарича електрическа енергия. Електротехниката изучава предаването и разпределението на електрическата енергия. Пътят, по който протича токът, заедно с материалите, разположени по този път, се наричат общо верига. В рамките на една верига, освен тока, съществува и понятието за напрежение. То действа като височината на пързалка, карайки тока естествено да тече от по-високи към по-ниски точки. Необходима е допълнителна енергия, за да се осъществи протичането на тока от точка с по-ниско напрежение към точка с по-високо напрежение.
Основните компоненти на една електрическа верига са резистори, индуктори и кондензатори. Резисторите възпрепятстват протичането на ток, индукторите индуцират напрежение от промените в тока, а кондензаторите съхраняват електрическа енергия. Тези три елемента са обозначени съответно като R, L и C. Електротехниката учи как да се проектират схеми, пригодени за специфични цели, използвайки тези компоненти. Например, простото инсталиране на схема за висок клас смартфон в компютърна схема не гарантира, че компютърът ще функционира правилно. Всяко електронно устройство изисква схема, проектирана за неговата специфична цел, за да работи правилно.
Друго важно явление, разглеждано в електротехниката, е магнетизмът. Цялата материя съдържа електрони и нейните електрически свойства варират в зависимост от количеството електрони. Материята с много електрони носи отрицателен заряд, докато материята с малко електрони носи положителен заряд. Силите, генерирани от тези заряди, се наричат магнитни явления. Например, еднаквите заряди се отблъскват, докато противоположните заряди се привличат; това е известно като сила на Кулон. Взаимодействието между магнити и железни стружки, с което често се сблъскваме в ежедневието, се дължи именно на силата на Кулон.
Въпреки че електрическите и магнитните явления изглежда съществуват независимо, те всъщност взаимодействат тясно. Основната област на изследване, която изследва това, е електромагнетизмът. Електромагнетизмът изследва взаимодействието между електрическите и магнитните явления и намира приложения в различни области. Отличен пример е електромагнитната вълна, вълна, генерирана от взаимодействието на електрически и магнитни явления. Светлината е една такава електромагнитна вълна. Електромагнитните вълни служат като среда, способна да пренася и предава разнообразна информация. Електротехниката изучава как да се вгражда и анализира информация в тази среда. Например, антената на интернет рутер приема електрически сигнали, преобразува ги в електромагнитни вълни и предава Wi-Fi сигнали.
Освен това, електротехниката се разклонява в области като енергетика, която се фокусира върху ефективното преобразуване и използване на електрическа енергия; полупроводниково инженерство, което изучава полупроводници; софтуерни дисциплини, занимаващи се с програмиране; контролно инженерство, което управлява електрически задвижвани устройства; и комуникационно инженерство, което изследва принципите и приложенията на комуникацията. Въпреки че тези дисциплини може да изглеждат различни, всички те споделят общата основа на явленията, задвижвани от електрони.
В заключение, разнообразните дисциплини и технологии на електротехниката са се превърнали в незаменими технологии в нашето ежедневие. Смартфонът е въплъщение на електротехниката, като всеки негов компонент – сензорният екран, операционната система, LTE комуникационната мрежа, миниатюрната камера и батерията – принадлежи към приложна област на електротехниката. По този начин електротехниката е ключова дисциплина, движеща сила на технологичния напредък на съвременното общество.
