Ovaj blog post istražuje kako elektrotehnika utječe na svakodnevni život i kako će oblikovati buduće društvo na pristupačan i zanimljiv način.
Električna energija postala je bitan element u modernom društvu. Život bez struje gotovo je nezamisliv. Kad bi struja nestala, svi prometni sustavi, uključujući podzemne željeznice, stali bi. Globalno gospodarstvo bi se urušilo, vojni sigurnosni sustavi bi zakazali, a nacije bi utonule u kaos. Osim toga, suočili bismo se s neugodnošću da ne bismo mogli koristiti svakodnevne predmete poput pametnih telefona, računala ili čak dizala. Elektrotehnika je područje koje se bavi ovom električnom energijom, koja igra tako središnju ulogu u našim životima. Međutim, mnogi ljudi povezuju elektrotehniku s ulogama poput električara ili tehničara za održavanje u elektroprivredama ili tehničara za popravak računala. Stoga ovaj članak ima za cilj objasniti što je elektrotehnika na način koji čitatelji mogu lako razumjeti.
Elektrotehnika se može grubo podijeliti na dva područja. Prvo, to je proučavanje i primjena električnih pojava. Drugo, to je proučavanje i primjena magnetskih pojava. Na prvi pogled, ova dva područja mogu se činiti potpuno nepovezanima, ali elektricitet i magnetizam dijele zajedničko podrijetlo: obje su pojave koje generiraju elektroni. Atomi, najmanje jedinice koje sačinjavaju materiju, sastoje se od jezgre i elektrona. Atomska jezgra sadrži pozitivno nabijene protone i neutralne neutrone, dok elektroni nose negativni naboj. Elektricitet je pojava koja se javlja kada se elektroni kreću, dok je magnetizam pojava koja se javlja zbog stacionarnih elektrona. Dakle, pogledajmo pobliže što elektrotehnika uči o ovim električnim i magnetskim pojavama.
Elektroni se mogu kretati iz različitih razloga, a tok tih elektrona naziva se električna struja. Nadalje, energija koja se prenosi kretanjem elektrona naziva se električna energija. Elektrotehnika proučava prijenos i distribuciju električne energije. Put kojim teče struja, zajedno s materijalima koji se nalaze duž tog puta, zajednički se naziva strujni krug. Unutar strujnog kruga, osim struje, postoji i koncept napona. On djeluje poput visine klizača, uzrokujući da struja prirodno teče od viših prema nižim točkama. Dodatna energija potrebna je da bi struja tekla od točke nižeg napona do više točke.
Temeljne komponente strujnog kruga su otpornici, induktiviteti i kondenzatori. Otpornici ometaju protok struje, induktiviteti induciraju napon promjenama struje, a kondenzatori pohranjuju električnu energiju. Ova tri elementa označena su kao R, L i C. Elektrotehnika uči kako dizajnirati strujne krugove prilagođene specifičnim svrhama koristeći ove komponente. Na primjer, jednostavna ugradnja strujnog kruga vrhunskog pametnog telefona u strujni krug računala ne jamči da će računalo ispravno funkcionirati. Svaki elektronički uređaj zahtijeva strujni krug dizajniran za njegovu specifičnu svrhu da bi ispravno radio.
Još jedan važan fenomen kojim se bavi elektrotehnika je magnetizam. Sva materija sadrži elektrone, a njezina električna svojstva variraju ovisno o količini elektrona. Materija s mnogo elektrona nosi negativni naboj, dok materija s malo elektrona nosi pozitivni naboj. Sile koje generiraju ti naboji nazivaju se magnetskim fenomenima. Na primjer, identični naboji se odbijaju, dok se suprotni naboji privlače; to je poznato kao Coulombova sila. Interakcija između magneta i željeznih strugotina, koju obično susrećemo u svakodnevnom životu, upravo je posljedica Coulombove sile.
Iako se čini da električne i magnetske pojave postoje neovisno, one zapravo blisko međusobno djeluju. Primarno područje istraživanja koje ovo proučava je elektromagnetizam. Elektromagnetizam istražuje interakciju između električnih i magnetskih pojava i pronalazi primjenu u raznim područjima. Glavni primjer je elektromagnetski val, val generiran interakcijom električnih i magnetskih pojava. Svjetlost je jedan takav elektromagnetski val. Elektromagnetski valovi služe kao medij sposoban za prenošenje i odašiljanje različitih informacija. Elektrotehnika proučava kako ugraditi i analizirati informacije unutar ovog medija. Na primjer, antena na internetskom usmjerivaču prima električne signale, pretvara ih u elektromagnetske valove i odašilje Wi-Fi signale.
Osim toga, elektrotehnika se grana u područja kao što su elektroenergetika, koja se fokusira na učinkovito pretvaranje i korištenje električne energije; poluvodičko inženjerstvo, koje proučava poluvodiče; softverske discipline koje se bave programiranjem; upravljačko inženjerstvo, koje upravlja električno upravljanim uređajima; i komunikacijsko inženjerstvo, koje istražuje principe i primjenu komunikacije. Iako se ove discipline mogu činiti različitima, sve one dijele zajednički temelj fenomena koje pokreću elektroni.
Zaključno, različite discipline i tehnologije elektrotehnike postale su nezamjenjive tehnologije u našem svakodnevnom životu. Pametni telefon je utjelovljenje elektrotehnike, a svaka komponenta - zaslon osjetljiv na dodir, operativni sustav, LTE komunikacijska mreža, minijaturna kamera i baterija - pripada području primjene elektrotehnike. Stoga je elektrotehnika ključna disciplina koja potiče tehnološki napredak modernog društva.
