電工與電子技術(shù)論文
電工與電子技術(shù)論文
電工電子技術(shù)既是電氣工程及其相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)學(xué)科,又可成為邊緣學(xué)科和交叉學(xué)科的生長(zhǎng)點(diǎn)。小編整理了電工與電子技術(shù)論文,歡迎閱讀!
電工與電子技術(shù)論文篇一
電工電子技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展
【摘要】電工電子技術(shù)既是電氣工程及其相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)學(xué)科,又可成為邊緣學(xué)科和交叉學(xué)科的生長(zhǎng)點(diǎn)。本文結(jié)合我國(guó)電力工業(yè)實(shí)際和發(fā)展需要,從電工電子技術(shù)的基本理論、電氣化設(shè)備的應(yīng)用以及電工電子領(lǐng)域出現(xiàn)的新技術(shù)等幾個(gè)方面作了簡(jiǎn)單的介紹。
【關(guān)鍵詞】電工電子技術(shù);電氣設(shè)備;現(xiàn)狀;發(fā)展
《電工電子技術(shù)》是士官職業(yè)技術(shù)學(xué)校電類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。電工技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展十分迅速,應(yīng)用非常廣泛,現(xiàn)代一切新的科學(xué)技術(shù)無(wú)不與電有著密切的關(guān)系。作為一名從事此類教學(xué)的教員,有必要對(duì)這一技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展作出深入的研究。
一、電工電子技術(shù)概述
電工技術(shù)基礎(chǔ)理論:電工技術(shù)包括電磁能量和信息在產(chǎn)生、傳輸、控制、應(yīng)用這一全過(guò)中所涉及到的各種手段和活動(dòng)。作為一門技術(shù),它的內(nèi)容包括:電路和磁路理論、電磁測(cè)量、電機(jī)與繼電接觸控制,安全用電、模擬電子電路、數(shù)字電路、自動(dòng)控制系統(tǒng)等。
電子技術(shù)基礎(chǔ)理論:電子技術(shù)基礎(chǔ)理論屬于這一類的分支學(xué)科有:電子線路與網(wǎng)絡(luò)分析、微波、天線、電波傳播、測(cè)量、電源、顯示技術(shù)、信號(hào)處理、信息論、 自動(dòng)控制原理、可靠性理論等。它們是構(gòu)成功能性電子系統(tǒng)所需的各種技術(shù)手段或基礎(chǔ)理論。
20世紀(jì)50年代以來(lái),計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)以及工程控制論等一系列新興的科學(xué)技術(shù)理論蓬勃發(fā)展,基礎(chǔ)科學(xué)、應(yīng)用科學(xué)和技術(shù)開(kāi)發(fā)之間的知識(shí)結(jié)構(gòu)更加緊密,各門科與專業(yè)之間互相滲透,互相交叉,使科學(xué)技術(shù)和社會(huì)生產(chǎn)形成一個(gè)既深入分化又高度綜合的龐大復(fù)雜的整體,同時(shí)也促進(jìn)了電工理論的發(fā)展。靜電場(chǎng)、電磁場(chǎng)等結(jié)構(gòu)復(fù)雜又包括多種媒質(zhì)的三維物理場(chǎng)求解方法的研究取得新進(jìn)展。矩量法、變分原理、函數(shù)空間等都引入了電工理論?;诘刃P偷母拍畎l(fā)展了虛擬的磁荷與磁流模型,研究了多種動(dòng)態(tài)位及不同的規(guī)范選擇,提出了有關(guān)廣義能量的定理等。由于系統(tǒng)與元件相結(jié)合而擴(kuò)大了元件的內(nèi)涵,包括了邏輯門、可控源、回轉(zhuǎn)器以及大規(guī)模集成塊等。各類工程系統(tǒng)的發(fā)展形成了共同的網(wǎng)絡(luò)理論基礎(chǔ),使網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展成為研究某種特定空間結(jié)構(gòu)和動(dòng)狀態(tài)的一般性理論方法。廣義網(wǎng)絡(luò)理論又將“場(chǎng)”與“路”結(jié)合起來(lái),出現(xiàn)新的邊緣理論領(lǐng)域,如物理場(chǎng)論的網(wǎng)絡(luò)模擬、輻射場(chǎng)的絡(luò)方法、等離子體的網(wǎng)絡(luò)圖解等;引用系統(tǒng)論的研究成果,將系統(tǒng)的整體性能和行為與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)及局部物理量結(jié)合起來(lái),進(jìn)一步豐富了網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題的內(nèi)容。在人類歷史發(fā)展的漫長(zhǎng)歲月里,技術(shù)革命是強(qiáng)大的推動(dòng)力。今天以電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)為特征的新技術(shù)又在延伸人類的智力功能。正是電磁規(guī)律在能源、信息、控制等領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用,描繪出現(xiàn)代化社會(huì)的藍(lán)圖,形成新技術(shù)革命的主流。它沖激著社會(huì)生產(chǎn)和生活的每一個(gè)角落,不僅大幅度地提高了社會(huì)生產(chǎn)力,創(chuàng)造出豐富的物質(zhì)財(cái)富,而且改變著人們的生活方式、社會(huì)行為、教育訓(xùn)練、思維方法,促進(jìn)了社會(huì)的精神文明。電工正在與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相匯合,繼續(xù)發(fā)揮社會(huì)支柱的作用。
二、電氣設(shè)備的現(xiàn)狀與發(fā)展
(一)電氣設(shè)備的“健康”狀況存在差異
首先是設(shè)備的先天條件不一樣,進(jìn)口設(shè)備和國(guó)產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)狀況不一樣;同樣是國(guó)產(chǎn)設(shè)備,不同廠商因技術(shù)與管理水平不一樣,使其產(chǎn)品質(zhì)量也不一樣;即使是同一廠商,因技術(shù)、管理上的差異,其產(chǎn)品質(zhì)量不同;不同時(shí)期、不同批次的產(chǎn)品,其質(zhì)量也會(huì)不一樣。因此應(yīng)當(dāng)承認(rèn)設(shè)備投運(yùn)的初始狀態(tài)是千差萬(wàn)別的。
其次,設(shè)備的使用環(huán)境不一樣,不同的環(huán)境將對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況產(chǎn)生不同的影響,這種環(huán)境主要有兩種:一是設(shè)備所處的外部自然環(huán)境不一樣,尤其是供電設(shè)備,大部分暴露在室外自然環(huán)境中,因溫度、濕度、污染、紫外線、日照等有較大差異,對(duì)設(shè)備的影響有較大不同;二是設(shè)備在電力系統(tǒng)的位置不同,所承受系統(tǒng)運(yùn)行電壓、短路電流和熱穩(wěn)定時(shí)間等不盡相同,尤其是故障時(shí)系統(tǒng)短路容量差異較大。
(二)電氣設(shè)備的維修制度:定期維修的弊端
由于電氣設(shè)備的初始狀況和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況有很大差異,即現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的“健康”狀況好壞相差甚大,而定期維修制度幾乎無(wú)視這些狀況的差異,而采用統(tǒng)一的、一刀切的定期維修方式,其最主要的表現(xiàn)在維修結(jié)果上,要么維修過(guò)剩,要么維修不足。工程的實(shí)際情況大多是出現(xiàn)維修過(guò)剩,經(jīng)常出現(xiàn)“小病大治”、“無(wú)病亦治”的盲目維修的現(xiàn)象,這種維修過(guò)剩的結(jié)果,必將出現(xiàn)如下維修的弊端:一些狀態(tài)良好的設(shè)備,因盲目維修而出現(xiàn)故障或潛在故障,維修達(dá)不到恢復(fù)設(shè)備原有的可靠性的作用,而是增加了設(shè)備的故障隱患和故障率。目前,定期維修是電氣設(shè)備停運(yùn)的主要原因,往往占全部停運(yùn)時(shí)間的60%以上。
在今后的研究方向上,專家們注重狀態(tài)維修完全替代定期維修的可能性。
(三)電氣設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)
電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)為設(shè)備的故障診斷和性能評(píng)估提供了依據(jù)。因此有必要對(duì)他們的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè),及時(shí)了解和掌握設(shè)備的狀況,以確保整個(gè)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。狀態(tài)監(jiān)測(cè)是指通過(guò)各種測(cè)量、檢測(cè)和分析方法,結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行的歷史和現(xiàn)狀,對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估,以便了解和掌握設(shè)備的運(yùn)行狀況,并且對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行顯示和記錄,對(duì)異常情況進(jìn)行處理,并為設(shè)備的故障分析診斷、性能評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
近年來(lái)我國(guó)電氣設(shè)備制造引進(jìn)不少國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)、裝備和管理,尤其是21世紀(jì)以后,新技術(shù)、新材料的使用,使得電氣系統(tǒng)的裝備水平得到較大的改善。因此,電氣設(shè)備的維修制度和維修方法也要隨著形勢(shì)適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行調(diào)整,才能提升電氣設(shè)備的穩(wěn)定性、降低生產(chǎn)成本,為企業(yè)創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)利益。
三、電子設(shè)備的現(xiàn)狀與發(fā)展
2010年全球半導(dǎo)體制造設(shè)備銷售總額達(dá)到395.4億美元,恢復(fù)到歷史最高水平。各個(gè)地區(qū)的設(shè)備支出都呈現(xiàn)了兩位數(shù)甚至三位數(shù)百分比的增長(zhǎng),增長(zhǎng)最快的是中國(guó)大陸和韓國(guó)。2010年中國(guó)內(nèi)地半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)為22.4億美元,預(yù)計(jì)2011年為26.4億美元。按此增長(zhǎng)率推算,到2015年,我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到300億元人民幣。2010年,全球光伏生產(chǎn)設(shè)備銷售額比上年增長(zhǎng)40%,達(dá)到104億美元,預(yù)計(jì)2011年將達(dá)到124億美元,同比增長(zhǎng)24%。從區(qū)域市場(chǎng)來(lái)看,2010年中國(guó)大陸地區(qū)占全球市場(chǎng)51%的份額,預(yù)計(jì)未來(lái)5年還將繼續(xù)保持這一較高比例。據(jù)此,可以判斷到2015年我國(guó)光伏設(shè)備將繼續(xù)保有巨大市場(chǎng)空間。 新能源汽車用鋰離子動(dòng)力電池、高性能驅(qū)動(dòng)永磁式同步電機(jī)、金屬化超薄膜電力電容器等新型電子元器件生產(chǎn)設(shè)備將成為我國(guó)電子專用設(shè)備市場(chǎng)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。多學(xué)科交匯為電子儀器開(kāi)辟了新的發(fā)展空間,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展和三網(wǎng)融合對(duì)電子儀器提出新的測(cè)試需求,預(yù)計(jì)上述領(lǐng)域的電子儀器以及環(huán)境保護(hù)測(cè)試儀器和醫(yī)療電子儀器會(huì)面臨大發(fā)展。
四、電工新技術(shù)
我們已在準(zhǔn)備進(jìn)入21世紀(jì)。21世紀(jì),人類期望著進(jìn)入一個(gè)持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的新時(shí)代,我國(guó)將以無(wú)愧于我們這個(gè)偉大民族的新姿態(tài)屹立于世界之林。整個(gè)進(jìn)程中,科技的進(jìn)步與發(fā)展有著特別重要的意義。從能源發(fā)展看,我國(guó)在上半葉還不大可能扭轉(zhuǎn)以煤為主的能源結(jié)構(gòu),從而在提高煤的利用效率,特別是燃煤發(fā)電效率方面還要做出很大的努力。與此同時(shí),還要大力促進(jìn)核能和可再生能源的應(yīng)用發(fā)展,使之更快地在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上成熟起來(lái),才能期望得以較快地改變以化石能源為主的能源結(jié)構(gòu),走上能源、環(huán)境與生態(tài)持續(xù)、協(xié)調(diào)、穩(wěn)定發(fā)展的道路。在交通運(yùn)輸方面,實(shí)現(xiàn)高速度將是主要發(fā)展方向,而各種交通運(yùn)輸高速化都必須以電力推進(jìn)系統(tǒng)的發(fā)展做為基礎(chǔ)。在能源、交通和其他工業(yè)的發(fā)展中,電工新技術(shù)的發(fā)展將起著重要的作用,20世紀(jì)下半葉的一些進(jìn)展已為此奠定了良好的基礎(chǔ),隨著新原理,新技術(shù)與新材料的發(fā)展,還將出現(xiàn)一些新興的領(lǐng)域。這里簡(jiǎn)要展望一下一些可見(jiàn)的重大進(jìn)展,包括受控核聚變,磁流體發(fā)電,太陽(yáng)能與風(fēng)力發(fā)電,磁浮列車,磁流體船舶推進(jìn)與超導(dǎo)電工。
(一)受控核聚變
受控核聚變的實(shí)現(xiàn)將為人類提供實(shí)際上用之不竭的潔凈能源,從根本上解決人類能源,環(huán)境與生態(tài)的持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展。20世紀(jì)下半葉的巨大努力,已在大型的托卡馬克磁約束聚變裝置上達(dá)到了“點(diǎn)火”條件,證實(shí)了聚變反應(yīng)堆的科學(xué)現(xiàn)實(shí)性,正在進(jìn)行聚變?cè)囼?yàn)堆的國(guó)際聯(lián)合的設(shè)計(jì)研制工作,期望在下世紀(jì)能建成、運(yùn)行試驗(yàn)堆。然后還需要經(jīng)過(guò)示范堆與商用堆兩個(gè)階段的展,預(yù)期可在下世紀(jì)四五十年代建成第一座商用的聚變電站,走向產(chǎn)業(yè)化。與裂變反應(yīng)堆主要依靠核工技術(shù)與熱工技術(shù)的結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的歷史不同,聚變反應(yīng)堆的發(fā)展主要依賴于核工技術(shù)與電工新技術(shù)的結(jié)合,這里要把大體積、強(qiáng)磁場(chǎng)技術(shù),大能量,脈沖電源技術(shù),輔助加熱技術(shù)與等離子體控制技術(shù)提高到新的水平。除此之外,還要探索利用聚變產(chǎn)生的帶電粒子直接發(fā)電的可能性。聚變電站的實(shí)現(xiàn)也將導(dǎo)致一些新興的電工產(chǎn)業(yè)的形成。
(二)磁流體發(fā)電
磁流體發(fā)電是將高溫導(dǎo)電燃?xì)馀c磁場(chǎng)相互作用而將熱能直接轉(zhuǎn)化成電能的新型發(fā)電方式。由于其初溫可高達(dá)3000K,與已有的燃?xì)饧罢羝l(fā)電組成聯(lián)合循環(huán),可望將燃煤電站的熱電轉(zhuǎn)換效率提高到50%以上,具有高效率、低污染、少用水的重大優(yōu)越性。磁流體發(fā)電自60年代初原理性實(shí)驗(yàn)成功以來(lái),經(jīng)過(guò)30年的持續(xù)努力,已達(dá)到了最高發(fā)電功率幾萬(wàn)千瓦,持續(xù)數(shù)百小時(shí)的水平。再經(jīng)過(guò)試驗(yàn)電站、示范電站與商用電站幾個(gè)階段的發(fā)展,可望在21世紀(jì)二三十年代實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。磁流體發(fā)電的發(fā)展過(guò)程表明,所遇到的困難比原設(shè)想的大得多,特別是用于燃煤的長(zhǎng)時(shí)間可靠發(fā)電,這里需要大力發(fā)展電工、熱工、材料、化工等多方面的新技術(shù),在電工方面要解決電站系統(tǒng)、發(fā)電通道、超導(dǎo)磁體、功率調(diào)節(jié)與逆變等一系列關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,在現(xiàn)有基礎(chǔ)上還要有長(zhǎng)足的前進(jìn)。由于我國(guó)屬于燃煤為主和電力迅速發(fā)展的國(guó)家,燃煤磁流體發(fā)電的商業(yè)化具有特別重大的意義。
(三)太陽(yáng)能與風(fēng)力發(fā)電
太陽(yáng)能與風(fēng)能是最重要的可再生能源,它們是廣泛存在,機(jī)會(huì)均等,自由索取,最終可依賴的初級(jí)能源。近年來(lái),在太陽(yáng)能與風(fēng)力發(fā)電技術(shù)方面取得了可喜的進(jìn)展,建設(shè)投資與電能成本有了大幅度下降,幾十萬(wàn)千瓦的太陽(yáng)熱發(fā)電站,百萬(wàn)千瓦的大型風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)已經(jīng)接入電網(wǎng)運(yùn)行多年,千千瓦的光伏發(fā)電站已有了示范,使得越來(lái)越多的人相信太陽(yáng)能與風(fēng)力發(fā)電能夠在21世紀(jì)整個(gè)電力生產(chǎn)中占有一定的份額。為此,需要繼續(xù)努力提高效率,降低造價(jià)與成本,扶植相應(yīng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,以及解決并網(wǎng)運(yùn)行的有關(guān)技術(shù)問(wèn)題。
(四)磁浮列車
一部人類社會(huì)交通運(yùn)輸發(fā)展史,在某種意義上可以說(shuō)是一部以提高運(yùn)輸速度為主要目標(biāo)的技術(shù)開(kāi)發(fā)史。20世紀(jì)下半葉鐵路的電氣化使常規(guī)輪軌鐵路的運(yùn)營(yíng)時(shí)速提高到了200多公里。為了進(jìn)一步提高時(shí)速,發(fā)展起來(lái)了磁浮列車,它是一種采用磁懸浮,直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)的新型無(wú)輪高速地面交通工具,具有速度高、客運(yùn)量大、對(duì)環(huán)境影響小、能耗低、維護(hù)便宜、運(yùn)行安全平穩(wěn),無(wú)脫軌危險(xiǎn),有很強(qiáng)的爬坡能力等一系列優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)幾十年的持續(xù)努力,磁浮列車已達(dá)到500公里/時(shí)的時(shí)速,處于實(shí)用化試驗(yàn)階段,我國(guó)的磁浮列車也于幾年前投入試運(yùn)營(yíng)。在今后,抓緊高速磁浮列車的研究發(fā)展,從技術(shù)上實(shí)行“迎頭趕上”的戰(zhàn)略,尤顯重要。磁浮列車的實(shí)現(xiàn)要解決磁懸浮,直線電機(jī)驅(qū)動(dòng),車輛設(shè)計(jì)與研制、軌道設(shè)施、供電系統(tǒng),列車檢測(cè)與控制等一系列高、新技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題,推動(dòng)著電工新技術(shù)登上新的高峰。高速磁浮列車有常導(dǎo)與超導(dǎo)兩種技術(shù)方案,采用超導(dǎo)的優(yōu)點(diǎn)是懸浮氣隙大,軌道結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,造價(jià)低,車身輕。隨著高溫超導(dǎo)的發(fā)展與應(yīng)用,將具有更大的優(yōu)越性。
(五)磁流體船舶推進(jìn)
磁流體船舶推進(jìn)是一種正在發(fā)展的新技術(shù)。它利用強(qiáng)磁場(chǎng)與海水中的電流相互作用產(chǎn)生的羅倫茲力,使海水向后噴射,依靠其反作用力推進(jìn)艦船向前行駛。由于它不用螺旋漿,具有無(wú)聲、高速的優(yōu)點(diǎn),將引起船舶推進(jìn)技術(shù)的重大革命。隨著超導(dǎo)強(qiáng)磁場(chǎng)的順利實(shí)現(xiàn),從60年代開(kāi)始了認(rèn)真的研究發(fā)展工作。90年代初日本的載人試驗(yàn)船“大和一號(hào)”勝利地進(jìn)行了海上試驗(yàn),顯示了其實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)性。再經(jīng)過(guò)一二十年持續(xù)的分階段的努力,可以期望在21世紀(jì)上半葉達(dá)到實(shí)用。
(六)超導(dǎo)電工
實(shí)用超導(dǎo)線與超導(dǎo)磁體技術(shù)與應(yīng)用的發(fā)展,以及初步產(chǎn)業(yè)化的實(shí)現(xiàn)無(wú)疑是20世紀(jì)下半葉電工新技術(shù)的重大成就。在21世紀(jì)上半葉,無(wú)論是聚變電站、磁流體發(fā)電,還是磁浮列車,磁流體推進(jìn)船的商業(yè)化,均將促使超導(dǎo)電工繼續(xù)長(zhǎng)足地向前發(fā)展,成為一個(gè)重要的電工產(chǎn)業(yè)。與此同時(shí),還可期望,隨著高臨界溫度超導(dǎo)體的實(shí)用發(fā)展,超導(dǎo)輸電與超導(dǎo)飛輪儲(chǔ)能將得到實(shí)際應(yīng)用,工頻超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展將使超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)變壓器、超導(dǎo)發(fā)電機(jī)投入運(yùn)行,大能量的超導(dǎo)儲(chǔ)能得到了示范和推廣,超導(dǎo)電力技術(shù)成為電力發(fā)展的重要支柱。假如那時(shí)出現(xiàn)了臨界溫度達(dá)到室溫的實(shí)用超導(dǎo)體,整個(gè)面貌還將大大改觀。 五、電子新技術(shù)
(一)塑料太陽(yáng)能電池技術(shù)
隨著現(xiàn)代世界能源的日益緊張,許多國(guó)家都在致力于研究太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)和利用技術(shù)。在一些城市的街頭已經(jīng)能夠看見(jiàn)一些由太陽(yáng)能電池供電的設(shè)施。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的研究開(kāi)發(fā),這些以硅為材料的太陽(yáng)能電池的制造成本仍然昂貴,不易安裝,光電轉(zhuǎn)換效率也低,大約只有12%到15%(現(xiàn)在世界上最好的單晶硅光電轉(zhuǎn)換效率大約是30%左右),發(fā)1度電的成本大約是22美分,遠(yuǎn)比燒煤的火力發(fā)電廠美分1度電的成本要高。
令人高興的是下一代太陽(yáng)能電池可能最終使太陽(yáng)能發(fā)電具有競(jìng)爭(zhēng)力。新型太陽(yáng)能電池是把光生伏打電池嵌入塑料薄膜的表面,制成太陽(yáng)能發(fā)電薄膜。這種太陽(yáng)能發(fā)電薄膜廉價(jià)、轉(zhuǎn)換效率高,可以有多種用途。
一些大公司開(kāi)始關(guān)注新型太陽(yáng)能電池技術(shù)。西門子開(kāi)發(fā)的一種新技術(shù)是把一種納米級(jí)的碳60分子同導(dǎo)電的聚合物熔融在一起制成塑料太陽(yáng)能電池;而美國(guó)通用電氣公司則是利用一種有機(jī)發(fā)光二極管作為吸光材料來(lái)制造塑料太陽(yáng)能電池。采用塑料太陽(yáng)能電池,實(shí)際上能夠使許多材料具有發(fā)電能力。例如,塑料太陽(yáng)能電池可以嵌入手提電腦的箱壁,可以隨時(shí)在光照條件下對(duì)電腦充電;也可以裝在電動(dòng)汽車車身,為電動(dòng)機(jī)供電;房屋的屋頂更可以覆蓋塑料太陽(yáng)能電池,以供應(yīng)日常用電。
(二)家庭機(jī)械電子工廠技術(shù)
專家預(yù)言,未來(lái)的家庭機(jī)械電子工廠可能讓消費(fèi)者能夠擁有他們所需要的更多樣化的產(chǎn)品。未來(lái)的家庭電子工廠實(shí)際上是采用現(xiàn)在噴墨打印技術(shù)的裝置。美國(guó)康奈爾大學(xué)、麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)伯克萊分校的研究人員正在悄悄地開(kāi)發(fā)一種工藝,利用噴墨打印技術(shù)生產(chǎn)機(jī)械電子產(chǎn)品。當(dāng)然,真正制造產(chǎn)品的過(guò)程還需要已有的電路、開(kāi)關(guān)以及其它可拆卸零部件。
比如家里的電視機(jī)遙控器壞了,就可以利用這樣的家庭機(jī)械電子工廠自制一個(gè):從互聯(lián)網(wǎng)上下載數(shù)字化電路圖,用家庭機(jī)械電子“打印”機(jī)打印出所需的電路板,打印“墨盒”里裝的是聚合物及其它材料,每打印一次完成電路板的一層。正在這一領(lǐng)域中開(kāi)展研究的專家指出,用戶只需為數(shù)字化電路圖及所用材料付款,而不需為產(chǎn)品本身付款。
家庭機(jī)械電子工廠,意即“機(jī)械電子”。然而能夠應(yīng)用這種裝置的家庭的人口素質(zhì)必定是很高因?yàn)橛脩舯仨氈赖侥睦锶ハ螺d什么樣的數(shù)字化設(shè)計(jì)圖,制造有關(guān)電子產(chǎn)品還要有相關(guān)的零部件。這是一種令人嘆為觀止的DIY。這種裝置的問(wèn)世也表明,在電子產(chǎn)品制造業(yè),設(shè)計(jì)與制造的分離是一個(gè)趨勢(shì)。用家庭機(jī)械電子工廠固然可以“打印”出自己需要的產(chǎn)品,不過(guò)前提是這種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是現(xiàn)成的。當(dāng)然也可以自行設(shè)計(jì),那就必須會(huì)用專業(yè)設(shè)計(jì)軟件,還要有機(jī)械電子領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)。所以未來(lái)多數(shù)家庭會(huì)利用現(xiàn)成的設(shè)計(jì)。
(三)超級(jí)寬帶網(wǎng)中的微型光芯片技術(shù)
現(xiàn)在已經(jīng)有很多家庭通過(guò)寬帶連接互聯(lián)網(wǎng)。不過(guò)這種連接在最后一段的基礎(chǔ)設(shè)施一般是已經(jīng)落伍的同軸電纜或是電話線。而光纜入戶的成本很高,每戶成本大約1300美元。
微型光芯片可以改變這種現(xiàn)狀,采用微型光芯片可以大大降低光纜入戶的成本,讓家庭用戶享受真正的超級(jí)寬帶。微型光器件把光路以及通常是分離的光學(xué)元件集成在一個(gè)光芯片上,這又是一個(gè)改變電信業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)的重大技術(shù)創(chuàng)新,電信業(yè)采用光芯片可以以很低的成本傳輸大量數(shù)據(jù)。售價(jià)高達(dá)數(shù)萬(wàn)甚至數(shù)十萬(wàn)美元的光學(xué)元器件可能因?yàn)楣庑酒牟捎枚蟠罂s小體積,成本下降90%以上。這一技術(shù)使得人們?cè)诩依锵螺d一部高清晰度電影就像是今天看體育頻道一樣普通。
(四)無(wú)線漫游的技術(shù)
無(wú)線通信領(lǐng)域是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)混亂的世界。手機(jī)通信、無(wú)線局域網(wǎng)、
軍用無(wú)線通信及公共安全無(wú)線網(wǎng)絡(luò)各自在特定的頻段工作,這一工作頻率是相關(guān)硬件在工廠生產(chǎn)時(shí)就已經(jīng)設(shè)定的。所以美國(guó)的CDMA手機(jī)在歐洲不能用,而歐洲的許多GSM手機(jī)也沒(méi)法用。這在平時(shí)只是麻煩而已。但是在某些緊急情況如911消防隊(duì)同警察居然無(wú)法通過(guò)無(wú)線通信設(shè)備聯(lián)系,因?yàn)轭l率不同,設(shè)備不兼容。
為了解決這一問(wèn)題,一些興企業(yè)正在用軟件替代相關(guān)硬件,從而能夠與不同標(biāo)準(zhǔn)、不同工作頻段的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)兼容。這種技術(shù)稱為軟件無(wú)線電。想要駕車橫跨中國(guó)旅行而又希望始終保持無(wú)線上網(wǎng)的話,軟件無(wú)線電能夠利用所到之處的各種無(wú)線通信網(wǎng)來(lái)上網(wǎng),不論這種無(wú)線通信網(wǎng)是過(guò)時(shí)的模擬蜂窩電話網(wǎng)還是最新的3G無(wú)線網(wǎng),或是時(shí)髦的WiFi及Wi-Max無(wú)線局域網(wǎng)。
在未來(lái)軟件無(wú)線電技術(shù)將使美國(guó)陸軍士兵、海軍水手、空軍飛行員能夠在激烈戰(zhàn)斗的時(shí)候保持無(wú)線通信。軟件無(wú)線電技術(shù)進(jìn)入消費(fèi)市場(chǎng)還要再過(guò)一段時(shí)間。不過(guò)5年之內(nèi),軟件無(wú)線電市場(chǎng)將有310億美元之巨。到時(shí)候就可以買一個(gè)能夠在各種不同標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)工作的手機(jī),從此無(wú)線漫游再無(wú)障礙。
六、總結(jié)
電工電子技術(shù)已經(jīng)在我們 生活的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用生活上離不開(kāi)它,數(shù)字電視、手機(jī)、自動(dòng)導(dǎo)航、自動(dòng)倒車,這些在以前都是不可想象的,現(xiàn)在都已經(jīng)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)了,在其他的領(lǐng)域也有非常重要的作用。它在很大程度上改變了我們的生活和科技,影響著我們?nèi)粘I磉叺囊磺?,在未?lái)必將有著無(wú)限廣闊的前景。
參考文獻(xiàn)
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作者簡(jiǎn)介:譚晗(1981―),女,江蘇海安人,碩士研究生,副教授,主要研究方向:電工電子技術(shù)。