Šajā emuāra ierakstā pieejamā un saistošā veidā tiek pētīts, kā elektrotehnika ietekmē ikdienas dzīvi un veidos nākotnes sabiedrību.
Elektrība ir kļuvusi par būtisku elementu mūsdienu sabiedrībā. Dzīve bez elektrības ir gandrīz neiedomājama. Ja elektrība izzustu, visas transporta sistēmas, tostarp metro, apstātos. Globālā ekonomika sabruktu, militārās drošības sistēmas nedarbotos, un valstis nonāktu haosā. Turklāt mēs saskartos ar neērtībām, ka nevarētu izmantot ikdienas priekšmetus, piemēram, viedtālruņus, datorus vai pat liftus. Elektrotehnika ir joma, kas nodarbojas ar šo elektrību, kurai ir tik svarīga loma mūsu dzīvē. Tomēr daudzi cilvēki elektrotehniku saista ar tādām lomām kā elektriķi vai apkopes tehniķi elektroenerģijas uzņēmumos vai datoru remonta tehniķi. Tāpēc šī raksta mērķis ir izskaidrot, kas ir elektrotehnika, lasītājiem viegli saprotamā veidā.
Elektroinženieriju var plaši iedalīt divās jomās. Pirmkārt, tā ir elektrisko parādību izpēte un pielietošana. Otrkārt, tā ir magnētisko parādību izpēte un pielietošana. No pirmā acu uzmetiena šīs divas jomas var šķist pilnīgi nesaistītas, taču elektrībai un magnētismam ir kopīga izcelsme: abas ir elektronu radītas parādības. Atomi, mazākās matērijas veidojošās vienības, sastāv no kodola un elektroniem. Atoma kodols satur pozitīvi lādētus protonus un neitrālus neitronus, savukārt elektroniem ir negatīvs lādiņš. Elektrība ir parādība, kas rodas, elektroniem pārvietojoties, savukārt magnētisms ir parādība, kas rodas stacionāru elektronu dēļ. Tātad, aplūkosim tuvāk, ko elektroinženierija māca par šīm elektriskajām un magnētiskajām parādībām.
Elektroni var kustēties dažādu iemeslu dēļ, un šo elektronu plūsmu sauc par elektrisko strāvu. Turklāt enerģiju, kas tiek pārnesta, elektroniem pārvietojoties, sauc par elektrisko enerģiju. Elektrotehnika pēta elektriskās enerģijas pārvadi un sadali. Ceļu, pa kuru plūst strāva, kopā ar materiāliem, kas atrodas gar šo ceļu, kopā sauc par ķēdi. Ķēdes ietvaros papildus strāvai pastāv arī sprieguma jēdziens. Tas darbojas kā slīdes augstums, izraisot strāvas dabisku plūsmu no augstākiem uz zemākiem punktiem. Lai strāva plūstu no zemāka sprieguma punkta uz augstāku, ir nepieciešama papildu enerģija.
Ķēdes pamatkomponenti ir rezistori, induktori un kondensatori. Rezistori kavē strāvas plūsmu, induktori inducē spriegumu no strāvas izmaiņām, un kondensatori uzglabā elektrisko enerģiju. Šie trīs elementi ir apzīmēti attiecīgi ar R, L un C. Elektroinženierija māca, kā, izmantojot šos komponentus, izstrādāt shēmas, kas pielāgotas konkrētiem mērķiem. Piemēram, vienkārši uzstādot augstas klases viedtālruņa shēmu datora shēmā, negarantē, ka dators darbosies pareizi. Katrai elektroniskajai ierīcei ir nepieciešama shēma, kas paredzēta tās konkrētajam mērķim, lai tā darbotos pareizi.
Vēl viena nozīmīga parādība, ko aplūko elektrotehnikā, ir magnētisms. Visa matērija satur elektronus, un tās elektriskās īpašības mainās atkarībā no elektronu daudzuma. Matērijai ar daudziem elektroniem ir negatīvs lādiņš, savukārt matērijai ar dažiem elektroniem ir pozitīvs lādiņš. Šo lādiņu radītos spēkus sauc par magnētiskām parādībām. Piemēram, līdzīgi lādiņi atgrūž viens otru, bet pretēji lādiņi pievelk; to sauc par Kulona spēku. Magnētu un dzelzs skaidu mijiedarbība, ar kuru mēs bieži sastopamies ikdienas dzīvē, ir tieši Kulona spēka rezultāts.
Lai gan elektriskās un magnētiskās parādības šķietami pastāv neatkarīgi, patiesībā tās cieši mijiedarbojas. Galvenā pētījumu joma, kas to pēta, ir elektromagnētisms. Elektromagnētisms pēta elektrisko un magnētisko parādību mijiedarbību un atrod pielietojumu dažādās jomās. Spilgts piemērs ir elektromagnētiskais vilnis — vilnis, ko rada elektrisko un magnētisko parādību mijiedarbība. Gaisma ir viens no šādiem elektromagnētiskajiem vilniem. Elektromagnētiskie viļņi kalpo kā vide, kas spēj pārnēsāt un pārraidīt dažādu informāciju. Elektrotehnika pēta, kā ievietot un analizēt informāciju šajā vidē. Piemēram, interneta maršrutētāja antena uztver elektriskos signālus, pārveido tos elektromagnētiskajos viļņos un pārraida Wi-Fi signālus.
Papildus tam elektrotehnika sazarojas tādās jomās kā enerģētika, kas koncentrējas uz efektīvu elektroenerģijas pārveidošanu un izmantošanu; pusvadītāju inženierija, kas pēta pusvadītājus; ar programmatūru saistītas disciplīnas, kas nodarbojas ar programmēšanu; vadības inženierija, kas regulē elektriski darbināmas ierīces; un sakaru inženierija, kas pēta komunikācijas principus un pielietojumu. Lai gan šīs disciplīnas var šķist atšķirīgas, tām visām ir kopīgs pamats - elektronu vadītas parādības.
Noslēgumā jāsaka, ka dažādās elektrotehnikas disciplīnas un tehnoloģijas ir kļuvušas par neaizstājamām tehnoloģijām mūsu ikdienas dzīvē. Viedtālrunis ir elektrotehnikas iemiesojums, un katra tā sastāvdaļa — skārienekrāns, operētājsistēma, LTE sakaru tīkls, miniatūra kamera un akumulators — pieder elektrotehnikas pielietojuma jomai. Tādējādi elektrotehnika ir izšķiroša disciplīna, kas virza mūsdienu sabiedrības tehnoloģisko attīstību.
