電工理論在實踐中的應用

摘 要：從開始被發現到走進千家萬戶，電逐步發展成人們日常生活的必需品，關于電的知識與原理也漸漸形成一套電工理論體系。從電氣時代到現在的信息時代，電工理論被進一步的豐富和完善。電工理論新技術也快速發展并成為研究熱點，尤其電工理論與其他學科之間的交叉更是促進了不同科學技術的進展。本研究對電工理論的研究現狀，目前的主要應用進行了分析，并對其未來的發展前景進行了可靠預測。

關鍵詞：電工理論；新技術；交叉；發展應用

引言

隨著時代的不斷進步和人們對自然認識的探索不斷深入，我們認識和利用自然規律的能力越來越強大，在對電加以應用的過程中不斷衍生出更多實用新科學技術，其中電工理論新技術包括數字電子、微機、工程電磁場、網絡理論與分析、計算機相關技術以及數值分析等。

1 電工理論

電工是一個電氣工程學名詞，是指有關電力、電氣工程專業的簡稱，也是一門創造產生電氣與電子系統的學科。電工理論是指一切與電氣有關的專業知識，包括電氣相關的基本概念、儀器設備的安全使用等方面。1753年，美國的本杰明·富蘭克林用著名的風箏實驗證實了電流的存在；1831年，英國人法拉第發現了電磁感應定律，并創造了世界上最早的第一臺發電機，使人類進入了開始使用電的電氣時代，后來在斯旺、愛迪生的苦心鉆研下，發明了電燈，從此人類進入了光明時代。電的發現與利用對于人類的重大意義已然超越了詞匯的表達能力，尤其在當今社會，人類的正常生活完全不能沒有電：照明、網絡、通信、交通等生活的各個方面。隨著電不斷的被應用于社會的生產發展和日常生活，關于電的研究和發現也不斷得到補充，形成一套內容充實完善的電工理論。

2 電工理論的研究現狀

在電氣時代的基礎上，人類進入了以互聯網為依托的信息時代。新時代，信息行業快速發展，引領經濟的快速發展，更大程度的數字化信息化成為時代發展的必然趨勢；生物科學作為未來的前沿學科，研究進展快速、有望在不遠的將來成為主流學科，國外的研究水平遠高于國內，但是總體來說，生物科學、生物醫學目前均處于快速發展的階段，在人們日常生活中的地位變得越來越重要；數學、化學等其他基礎學科也在適應著新時代的需求，快速發展著。在社會發展的方方面面，無論是信息器件新技術、生物科學、生物醫學還是其他基礎學科，都在一定程度上需要電工理論或者電氣的輔助作用，同時，學科之間的交叉為科學的更好發展指明了方向，電工理論與信息通訊技術、生物科學以及其他學科之間的交叉是目前研究的一個大方向，并形成了很多引人矚目的研究成果。

電工理論與新技術是一個新興研究方向，有著廣闊的應用前景，但是也始終存在著困擾的難題。電磁兼容與環境電磁干擾影響機理是科學界研究熱點與難點之一，電磁干擾自從十九世紀的單線電報間出現串擾問題至今仍有大量的難題沒能被解決，我國開始電磁兼容研究比國外要晚，陸續有一些進展，但是隨著電子技術的快速發展，和系統越來越復雜，電磁干擾問題變得越來棘手，制約著電工理論新技術的發展。

3 電工理論在實踐中的應用

電工理論可以作為一門基礎理論，其技術應用在很多方面都有涉及，由于技術發展的需求，很多學科的發展不再僅限于原有的領域，而是逐漸邊緣化向交叉學科發展。一些新興的技術手段都與電工理論緊密聯系，尤其是近年來生物學迅速發展，與電工理論新技術緊密相關，成果顯著。此外，電工理論與其他基礎學科的交叉也獲得了較為突出的研究進展。

（1）電工理論作為一種技術性指導知識與生物醫學交叉，為生物醫學研究提供了必要的技術支持。首先在生物醫學的信號方面，由于該信號具有信號弱、頻率范圍低的特點，加上噪聲強、外界干擾大、隨機性強的影響因素，生物醫學信號的采集很難做到，但是借助于電子、傳感等電工理論與技術，可以精確的采集生物信號，并加以處理，可以形成特定的電磁信號，例如心電圖、肌電信號、磁信號等；還有一些生物醫學影像，例如磁共振、血管造影等。此外在醫學儀器方面，電工理論也做出了巨大的貢獻，比如不需要手術就可以體外治療結石體外碎石機，各種激光治療儀等。

（2）數學理論與方法與電工理論的交叉在電路理論研究中有著重要的作用，一個很著名的例子是憶阻器的發現。憶阻器又叫記憶電阻，是一種具有記憶功能的非線性電阻，是一種新型電工原件。向其施加不同電壓時阻值可變，如果利用其不同阻值代表數字信號，將在數據儲存中大有前途。在發現存在這一原件之前，一直忽略了電路變量之間的一個關系，因此一直以為電工理論中只存在電阻、電容、電感三個基本元件。后來科學家蔡少棠在進行數學分析時注意到這一被忽略的關系并將其揭示，補充完善了電工理論，由此可以看出數學分析對電工理論的重要性，以及電工理論與一些基礎學科交叉時將產生良好的應用前景。

4 前景展望

作者認為，電工理論最為重要的一個應用方向是在醫療器械方面將會有更好的前景，無創和微創技術是目前的醫療器械的發展方向，因此提高生物某些體征信號的識別能力，即開發體外識別能力更高的生物信號無創檢測儀器與成像技術將成為未來的研發方向。其中電磁輻射就是這種生物體征信號的一種，經過進一步的研究和探索，就能夠準確地收集生物發出的電磁信號，并行程影響信息。此外，其他科學與電工理論的交叉也將有很好的發展前景、電工理論新技術研究與實驗室建設將會成為一個大趨勢。

5 結束語

電工理論作為一門較為基礎的科學理論，在經歷了電氣時代有過輝煌的發展之后，在信息通訊越來越發達、生物醫學發展迅速的當今時代，電工理論新技術應用于生物醫學將會促進醫療儀器的進化，提高檢測分辨能力和疾病檢測能力，而將數學等其他學科應用于電工理論也能擦出智慧的火花，這些都說明了電工理論與其他學科的交叉將促進自身和相關學科的發展和完善。

參考文獻

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作者簡介：李海軍（1977，07-），男，新疆庫爾勒，本科，單位：新疆巴州紅旗技工學校。