Elektrotechnika

Elektrotechnika, nazywana jest również inżynierią elektryczną. To dziedziną nauki i techniki, zajmującą się wszelakimi zagadnieniami dotyczącymi wytwarzania, przekształcania, przesyłu, rozdziału, magazynowania i użytkowania energii elektrycznej. Jej podstawy nauczane są w szkołach średnich i wyższych na większości kierunków technicznych. Obecna jest nawet w ramach programu fizyki rozszerzonej realizowanej w wybranych liceach i technikach. Dzisiaj pochylimy się nad tą dziedziną wiedzy. W tym artykule znajdziecie genezę elektrotechniki, nauki na których jest oparta oraz zagadnienia, którymi się zajmuje.

elektrotechnika - podstawy i geneza

We wczesnych etapach rozwoju tej dziedziny wiedzy zaliczano do niej wiele współcześnie odrębnych gałęzi inżynierii, powiązanych z wykorzystaniem elektryczności i elektromagnetyzmu. W jej skład wchodziły więc takie gałęzie techniki jak telefonia, telegrafia czy radiotechnika. Wynalezienie nowych urządzeń takich jak dioda, tranzystor czy lampa elektronowa umożliwiło wyodrębnienie się nowej dyscypliny określonej elektroniką, i to w jej skład weszły wcześniej zaliczane do elektrotechniki dziedziny. W odróżnieniu od niej elektronika zajmuje się zganieniami związanymi z przetwarzaniem i przesyłaniem sygnałów elektrycznych, a nie kwestiami związanymi z samą energią.

Elektrotechnika czerpie swoje podstawy w matematyce oraz wielu gałęziach fizyki – takich jak elektrodynamika, elektromagnetyzm, teoria obwodów, elektryczność czy prąd elektryczny. Dziedziny te opisują działanie podstawowych dla elektrotechniki elementów takich ja oporniki, kondensatory i cewki, które występują zarówno w obwodach prądu stałego, jak i przemiennego trójfazowego i jednofazowego. Ich wykorzystanie pozwala na opracowanie prawidłowego i obszernego opisu pracujących urządzeń elektrycznych.

Zastosowania elektrotechniki

Współczesna elektrotechnika obejmuje liczne zagadnienia w dziedzinie elektryczności. Jedną z podstawowych jest metrologia elektryczna – czyli wszelkiego rodzaju pomiary związane z urządzeniami elektrycznymi, a także ich diagnostyka i monitoring. Oprócz tego na bazie elektrotechniki budowane są wszelkie maszyny elektryczne, takie jak prądnice, silniki czy transformatory. Na jej podwalinach wyłoniła się elektroenergetyka, która jest gałęzią elektrotechniki skupioną na aparaturze wykorzystywanej przy wytwarzaniu, przesyle i rozdziale energii elektrycznej. Na elektrotechnice opiera się w dużej mierze wytwarzanie energii elektrycznej. Generatory, źródła prądu oraz elektrownie – zarówno te konwencjonalne, jak i niekonwencjonalne, korzystające z odnawialnych źródeł energii korzystają z jej osiągnięć. Do elektrotechniki zaliczamy również technikę wysokich napięć, w tym linie napowietrzne i kablowe, stacje elektroenergetyczne czy aparaturę i instalacje elektryczne. Dzięki osiągnięciom tej dziedziny powstały zabezpieczenia elektryczne, techniki odgromowe, przeciwprzepięciowe czy utrzymujące odpowiednią jakość energii elektrycznej. Sieci przesyłowe, włącznie z sieciami inteligentnymi, wchodzącymi w skład sieci elektroenergetycznych, wykorzystywanych też do przesyłu danych.

Elektrotechnika dała podstawy dla wszelkiego rodzaju urządzeń elektrycznych, określenia ich środowiska pracy czy warunków bezpiecznego ich użytkowania. Prostą konkluzją jest więc, że urządzenia oparte na jej osiągnięciach odnajdziemy w transporcie. Obecne są pod postacią np. instalacji elektrycznej pojazdów, kolei napędzanej silnikiem liniowym czy samolotach lub okrętach. Oprócz tego elektrotechnikę możemy łatwo odnaleźć w budownictwie i przemyśle – w napędach maszyn. Medycyna wykorzystuje precyzyjne maszyny elektryczne do budowy robotów realizujących operacje chirurgiczne. Inżynieria biomedyczna wykorzystuje zagadnienia elektrotechniki do konstruowania m.in. napędów protez, rozruszników serca czy pomp insulinowych. Jest ona dziedziną wszechobecną, a zastosowania można by wymieniać bez końca, oprócz tych szczególnych gałęzi techniki można wyróżnić dużo bardziej prozaiczne – jak sprzęt AGD, komputery, bankomaty, automaty z biletami itp.

Wszędzie tam, gdzie obecny jest prąd elektryczny, odnajdziemy działanie oparte na podwalinach elektrotechniki, która jest nauką odpowiedzialną za jego prawidłowe wykorzystanie przez urządzenie.