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本帖最后由 xbq1013 于 2023-6-17 14:34 编辑 * M& y" Q f4 Z
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为什么电气工程专业要叫做电气呢？我学了这么多年的电气专业了，还从未思考过这个问题呢~今天被邻居家的高中生给难住了，仔细一想，觉得这个话题挺有意义的，希望有朋友能一起讨论一下。: G8 [1 z3 z, U8 X ]( `
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" d; }- k& F* i]电气（electrical，electrical power and equipment）- y: \2 R# U" s* J
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- 是电能的生产、传输、分配、使用和电工装备制造等学科或工程领域的统称。
, x! G# ?* i+ I5 g: `1 @- Z - 是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学。
' L, P) ?/ l' t3 p# A0 w - 涵盖电能的转换、利用和研究三方面，包括基础理论、应用技术、设施设备等。
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而经常被外行人所混淆的“电器”又是什么呢？
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电器（electrical appliance）
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- 泛指所有用电的器具。
# V2 O8 \ ], p2 G - 专业的说：用于对电路进行接通、分断，对电路参数进行变换，以实现对电路或用电设备的控制、调节、切换、检测和保护等作用的电工装置、设备和元件。
) h- D* S& U" r n f! s - 通俗的说：家庭常用的一些为生活提供便利的用电设备，如电视机、空调、冰箱、洗衣机、各种小家电等等。( y: o1 B6 Y/ M! m1 C7 _3 T8 ~
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接下来，让我们一起走进“电气”、认识“电气”。: M. `4 Z$ K7 T4 q' t! }
2 F2 B5 X- U7 N Z# b电气的出处( D/ b; [' P O0 |
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观点一：
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“电气”一词应是清末外国传教士对electric fluid的翻译，具体可参见雷银照《“电气”词源考》一文，这里我就简单的说明一下。
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& t t" u2 N$ Y9 @0 b3 X“电气”最早可能源于美国传教士玛高温(D. J. Macgowan)所译《博物通书》(Philosophical Almanac, 1851)一书，这本书也是目前已知最早的中文电磁学著作。/ M) r! Y4 X, C# _
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那时法拉第才刚发现电磁感应现象没多久，电子更是要到几十年后才由汤姆孙发现，在那时，科学界关于电的主流理论是电流体理论(fluid theory of electricity)，把电现象解释为电流体的运动。其中包括杜费(Charles du Fay)提出的二流体假说与本杰明·富兰克林(Benjamin Franklin)提出的单流体假说（按今天的观点看，两者的实质都是正电荷与负电荷）。. ?3 N% h P8 J1 L! }
0 E: I) m p! G! Q. }“电气”便是玛高温在译介当时西方主流电学知识时对电流体(electric fluid)的翻译。玛高温用“气”来翻译fluid，或许不止考虑到气的流动特性，也考虑到在当时看来电和中国古代哲学中所说的“气”一样都是万物皆有的神秘现象。, h _- Y" j1 q: O8 }" S
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观点二：3 D) b( O. i6 S2 V( n
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盖西方工业之初,动力机械均由蒸汽轮机驱动,后来则有了电,故"电气"者,开始泛指工业动力者也,然现在也无蒸汽轮机了,故干脆以电气泛指电了。“电气”这个名词已经用习惯了，所以沿用下来！5 u5 L l) _) }9 O! K \
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电气中的气，当指“压缩空气”。工业自动化中，需要动起来的设备，有电动，气压传动，液压传动等三种。电动和气动是最广泛运用的动力源，两者结合使用，完成自动化。故称：电气自动化。' r3 H) ^- G8 s4 D
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观点三：# d! c; F! q2 o" B/ G9 W& n3 z( n( C5 o ^
* k0 c d8 f1 l关于电气名称的起源，我听说过的比较可靠的解释有两种：' ?# S7 T6 |2 |8 y6 q
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解释1：中国古代认识
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电是自然现象，在古代人们是通过闪电发现它的存在的。在古代中国,古人认为电的现象是阴气与阳气相激而生成的,《说文解字》有“电，阴阳激耀也，从雨从申”。《字汇》有“雷从回，电从申。阴阳以回薄而成雷，以申泄而为电”。古人对电的解释（或者称为学说）是通过“气”来解释的，是为电气。* v$ m) Z$ y% z9 W1 e
K# A$ |4 O/ O' v" H中国最早用气学说来解释电的吸引现象，出现在东汉王充撰写的《论衡》。
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现代科学认为：物质是由原子组成，原子由原子核和核外电子组成。原子核带正电，电子带负电，原子显电中性。但在一些物理作用下（主要有3类途径：摩擦起电、接触带电，感应带电），部分原子会失掉一些核外电子，从而显正电性；部分原子会得到一些电子，从而显负电性。+ M$ g2 L2 y$ T" b
* M* _; t7 I+ f" f( @7 g' A. O电子是带有最小电荷的粒子，物理学家把最小电荷叫做元电荷，用符号e表示（e=1.6x10⁻19）。任何带电体所带电荷量都是e的整数倍。电荷的流动就产生了电流。这几乎是现代物理学对电的最准确的认识了。
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1 A1 C0 g1 U+ I: b* N- s0 g8 @基于这一逻辑，我们知道，电的本质是电子的运动，而电子是一种微观粒子，在原子如此小的空间（直径约10⁻1⁰m）内作高速（接近光速3×10⁸m·s⁻1）运动，核外电子的运动与宏观物体运动不同，没有确定的方向和轨迹，只能用电子云描述它在原子核外空间某处出现机会（几率）的大小。
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1 {' r1 a/ f- p/ n+ K0 l根据量子力学中的测不准原理，我们不可能同时准确地测定出电子在某一时刻所处的位置和运动速度，也不能描画出它的运动轨迹。因此，人们常用一种能够表示电子在一定时间内在核外空间各处出现机会的模型来描述电子在核外的的运动。
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6 @, t5 J, U. U/ [% n$ m5 |% c这种模型的三维图像结果看上去，就像是在原子核周围的空间，由于电子的运动而形成了阴电气氛。描述电子在原子核周围各区域出现的几率。可以在图像中用电子云密度(阴电气氛的浓厚程度)来表示，以不同的浓淡点代表几率的大小，其结果像电子在原子核周围形成的雾气，所以也叫作电子气体，即电气。+ C" i* e6 P! \! r
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因为电气的起源就是研究闪电等强电现象开始的，以功率为主，到后来才开始利用电来表示信号，从而产生了信息学、电子学、计算机等等这些以信号为主的技术门类，即电气应该包括功率、信号两个层面。我想这是电气最科学靠谱的解释了吧。
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观点四：- j7 i7 V3 J0 [1 ~' F3 N T
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气不可见器可见。只是感觉电气看来含义更广，既包含有形的也包含无形的，因为电气似乎就是电的运动，具体化后有了电力电机电器电子等。) }9 u) I4 g9 d0 h8 f
& W% e- K9 D$ V, s电子、电器和电力都属于电气工程，它是一个抽象的概念，不是具体指某个设备或器件、而是指整个系统和电子、电器和电力的范畴。
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) P# i/ [ y! b8 L" m+ y电气是一个工程词汇电气基本翻译英文：electric日文：电気（でんき）电气就是以电能、电气设备和电气技术为手段来创造、维持与改善限定空间和环境的一门科学,涵盖电能的转换、利用和研究三方面,包括基础理论,应用技术,设施设备等。% ]! `, y6 ]2 D" O
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) {9 d& i# s6 y$ `4 h" F6 e( U" x6 Y电气工程呢其实可以这样理解，电流，电压，潮流等等这些物理量在输电线路中流通，就相当于气游走在人体当中一样。一个电路，乃至一个电网可以看成一个人体，而里面的元素也就是电流，电压，潮流就可以看成气，与外界交换能量！！我们说的电气工程也就是个造人工程，控制这个人的骨骼框架，控制其气的流动与变换！！, ~1 B1 d+ l9 p* H- ~
: F6 n; w2 h* `6 e1 j观点五：" K0 s$ C. E+ {0 E
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对于“气”的理解，我认为就是气体。本科学的电力电子，对这个没概念，读了研究生之后转为高电压与绝缘技术才会发现，气体在电气中的巨大作用。举个最简单的例子就是，空气开关，它之所以能起作用是因为它在空气当中，空气作为一种绝缘介质，是决定它能否起作用的决定因素。
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: i5 ~7 n7 b% }5 {在研究绝缘的过程中，包括气体绝缘、固体绝缘和液体绝缘。气体绝缘是自恢复性最好，最廉价的一种绝缘介质就是空气。空气开关就是这么产生的。除了空气之外的，像六氟化硫气体，也是现在研究的热点问题，绝缘强度是空气的2.5倍，灭弧能力是空气的100倍.所以在高电压领域的入门知识里面。
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1 K7 q9 s, C2 S g' Y: H关于气体的放电理论都是作为第一章来讲的，最经典的汤森理论和流注理论也是关于气体绝缘的。可以说研究气体绝缘是研究高压的半壁江山，进而没有高压就没电能的输送和变配，整个供电系统也就不存在了。现在可以理解到“气”的重要了吗，半壁江山。
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发表于 2023-6-17 14:32:09
