电工理论在实践中的应用

摘 要：从开始被发现到走进千家万户，电逐步发展成人们日常生活的必需品，关于电的知识与原理也渐渐形成一套电工理论体系。从电气时代到现在的信息时代，电工理论被进一步的丰富和完善。电工理论新技术也快速发展并成为研究热点，尤其电工理论与其他学科之间的交叉更是促进了不同科学技术的进展。本研究对电工理论的研究现状，目前的主要应用进行了分析，并对其未来的发展前景进行了可靠预测。

关键词：电工理论；新技术；交叉；发展应用

引言

随着时代的不断进步和人们对自然认识的探索不断深入，我们认识和利用自然规律的能力越来越强大，在对电加以应用的过程中不断衍生出更多实用新科学技术，其中电工理论新技术包括数字电子、微机、工程电磁场、网络理论与分析、计算机相关技术以及数值分析等。

1 电工理论

电工是一个电气工程学名词，是指有关电力、电气工程专业的简称，也是一门创造产生电气与电子系统的学科。电工理论是指一切与电气有关的专业知识，包括电气相关的基本概念、仪器设备的安全使用等方面。1753年，美国的本杰明·富兰克林用著名的风筝实验证实了电流的存在；1831年，英国人法拉第发现了电磁感应定律，并创造了世界上最早的第一台发电机，使人类进入了开始使用电的电气时代，后来在斯旺、爱迪生的苦心钻研下，发明了电灯，从此人类进入了光明时代。电的发现与利用对于人类的重大意义已然超越了词汇的表达能力，尤其在当今社会，人类的正常生活完全不能没有电：照明、网络、通信、交通等生活的各个方面。随着电不断的被应用于社会的生产发展和日常生活，关于电的研究和发现也不断得到补充，形成一套内容充实完善的电工理论。

2 电工理论的研究现状

在电气时代的基础上，人类进入了以互联网为依托的信息时代。新时代，信息行业快速发展，引领经济的快速发展，更大程度的数字化信息化成为时代发展的必然趋势；生物科学作为未来的前沿学科，研究进展快速、有望在不远的将来成为主流学科，国外的研究水平远高于国内，但是总体来说，生物科学、生物医学目前均处于快速发展的阶段，在人们日常生活中的地位变得越来越重要；数学、化学等其他基础学科也在适应着新时代的需求，快速发展着。在社会发展的方方面面，无论是信息器件新技术、生物科学、生物医学还是其他基础学科，都在一定程度上需要电工理论或者电气的辅助作用，同时，学科之间的交叉为科学的更好发展指明了方向，电工理论与信息通讯技术、生物科学以及其他学科之间的交叉是目前研究的一个大方向，并形成了很多引人瞩目的研究成果。

电工理论与新技术是一个新兴研究方向，有着广阔的应用前景，但是也始终存在着困扰的难题。电磁兼容与环境电磁干扰影响机理是科学界研究热点与难点之一，电磁干扰自从十九世纪的单线电报间出现串扰问题至今仍有大量的难题没能被解决，我国开始电磁兼容研究比国外要晚，陆续有一些进展，但是随着电子技术的快速发展，和系统越来越复杂，电磁干扰问题变得越来棘手，制约着电工理论新技术的发展。

3 电工理论在实践中的应用

电工理论可以作为一门基础理论，其技术应用在很多方面都有涉及，由于技术发展的需求，很多学科的发展不再仅限于原有的领域，而是逐渐边缘化向交叉学科发展。一些新兴的技术手段都与电工理论紧密联系，尤其是近年来生物学迅速发展，与电工理论新技术紧密相关，成果显著。此外，电工理论与其他基础学科的交叉也获得了较为突出的研究进展。

（1）电工理论作为一种技术性指导知识与生物医学交叉，为生物医学研究提供了必要的技术支持。首先在生物医学的信号方面，由于该信号具有信号弱、频率范围低的特点，加上噪声强、外界干扰大、随机性强的影响因素，生物医学信号的采集很难做到，但是借助于电子、传感等电工理论与技术，可以精确的采集生物信号，并加以处理，可以形成特定的电磁信号，例如心电图、肌电信号、磁信号等；还有一些生物医学影像，例如磁共振、血管造影等。此外在医学仪器方面，电工理论也做出了巨大的贡献，比如不需要手术就可以体外治疗结石体外碎石机，各种激光治疗仪等。

（2）数学理论与方法与电工理论的交叉在电路理论研究中有着重要的作用，一个很著名的例子是忆阻器的发现。忆阻器又叫记忆电阻，是一种具有记忆功能的非线性电阻，是一种新型电工原件。向其施加不同电压时阻值可变，如果利用其不同阻值代表数字信号，将在数据储存中大有前途。在发现存在这一原件之前，一直忽略了电路变量之间的一个关系，因此一直以为电工理论中只存在电阻、电容、电感三个基本元件。后来科学家蔡少棠在进行数学分析时注意到这一被忽略的关系并将其揭示，补充完善了电工理论，由此可以看出数学分析对电工理论的重要性，以及电工理论与一些基础学科交叉时将产生良好的应用前景。

4 前景展望

作者认为，电工理论最为重要的一个应用方向是在医疗器械方面将会有更好的前景，无创和微创技术是目前的医疗器械的发展方向，因此提高生物某些体征信号的识别能力，即开发体外识别能力更高的生物信号无创检测仪器与成像技术将成为未来的研发方向。其中电磁辐射就是这种生物体征信号的一种，经过进一步的研究和探索，就能够准确地收集生物发出的电磁信号，并行程影响信息。此外，其他科学与电工理论的交叉也将有很好的发展前景、电工理论新技术研究与实验室建设将会成为一个大趋势。

5 结束语

电工理论作为一门较为基础的科学理论，在经历了电气时代有过辉煌的发展之后，在信息通讯越来越发达、生物医学发展迅速的当今时代，电工理论新技术应用于生物医学将会促进医疗仪器的进化，提高检测分辨能力和疾病检测能力，而将数学等其他学科应用于电工理论也能擦出智慧的火花，这些都说明了电工理论与其他学科的交叉将促进自身和相关学科的发展和完善。

参考文献

[1]冯平，豆兴伟.从忆阻器的发现看在电工理论的应用[J].电气电子教学学报，2012，S1.

[2]蔚承英，彭海英.电工理论新技术在生物医学中的应用[J].重庆邮电大学学报（自然科学版），2008，S1.

[3]张占龙.生物电工理论的探讨[J].重庆工商大学学报（自然科学版），2014，21（4）.

作者简介：李海军（1977，07-），男，新疆库尔勒，本科，单位：新疆巴州红旗技工学校。