高低壓節(jié)能控制系統(tǒng)知識之“電氣工程”專業(yè)中的“氣”該如何理解

高低壓節(jié)能控制系統(tǒng)知識之“電氣工程”專業(yè)中的“氣”該如何理解

電氣的概念

低壓節(jié)能控制系統(tǒng)告訴大家電氣（electrical，electrical power and equipment）是電能的生產(chǎn)、傳輸、分配、使用和電工裝備制造等學(xué)科或工程領(lǐng)域的統(tǒng)稱。是以電能、電氣設(shè)備和電氣技術(shù)為手段來創(chuàng)造、維持與改善限定空間和環(huán)境的一門科學(xué)。涵蓋電能的轉(zhuǎn)換、利用和研究三方面，包括基礎(chǔ)理論、應(yīng)用技術(shù)、設(shè)施設(shè)備等。

而經(jīng)常被外行人所混淆的“電器”又是什么呢？

電器（electrical appliance）

泛指所有用電的器具。

專業(yè)的說：用于對電路進(jìn)行接通、分?jǐn)?，對電路參?shù)進(jìn)行變換，以實現(xiàn)對電路或用電設(shè)備的控制、調(diào)節(jié)、切換、檢測和保護(hù)等作用的電工裝置、設(shè)備和元件。

通俗的說：家庭常用的一些為生活提供便利的用電設(shè)備，如電視機(jī)、空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)、各種小家電等等。

接下來，讓我們一起走進(jìn)“電氣”、認(rèn)識“電氣”。

電氣的出處

觀點一：

“電氣”一詞應(yīng)是清末外國傳教士對electric fluid的翻譯，具體可參見雷銀照《“電氣”詞源考》一文，這里我就簡單的說明一下。

“電氣”最早可能源于美國傳教士瑪高溫(D. J. Macgowan)所譯《博物通書》(Philosophical Almanac, 1851)一書，這本書也是目前已知最早的中文電磁學(xué)著作。那時法拉第才剛發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象沒多久，電子更是要到幾十年后才由湯姆孫發(fā)現(xiàn)，在那時，科學(xué)界關(guān)于電的主流理論是電流體理論(fluid theory of electricity)[2]，把電現(xiàn)象解釋為電流體的運動。其中包括杜費(Charles du Fay)提出的二流體假說與本杰明·富蘭克林(Benjamin Franklin)提出的單流體假說（按今天的觀點看，兩者的實質(zhì)都是正電荷與負(fù)電荷）?！半姎狻北闶乾敻邷卦谧g介當(dāng)時西方主流電學(xué)知識時對電流體(electric fluid)的翻譯。瑪高溫用“氣”來翻譯fluid，或許不止考慮到氣的流動特性，也考慮到在當(dāng)時看來電和中國古代哲學(xué)中所說的“氣”一樣都是萬物皆有的神秘現(xiàn)象。

具體怎么解釋還要看大家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠懻摵脱芯俊?/p>

觀點二：

低壓節(jié)能控制系統(tǒng)告訴你蓋西方工業(yè)之初,動力機(jī)械均由蒸汽輪機(jī)驅(qū)動,后來則有了電,故"電氣"者,開始泛指工業(yè)動力者也,然現(xiàn)在也無蒸汽輪機(jī)了,故干脆以電氣泛指電了。 “電氣”這個名詞已經(jīng)用習(xí)慣了，所以沿用下來！

電氣中的氣，當(dāng)指“壓縮空氣”。工業(yè)自動化中，需要動起來的設(shè)備，有電動，氣壓傳動，液壓傳動等三種。電動和氣動是最廣泛運用的動力源，兩者結(jié)合使用，完成自動化。故稱：電氣自動化。

觀點三：

關(guān)于電氣名稱的起源，我聽說過的比較可靠的解釋有兩種：

解釋1：中國古代認(rèn)識

電是自然現(xiàn)象，在古代人們是通過閃電發(fā)現(xiàn)它的存在的。在古代中國,古人認(rèn)為電的現(xiàn)象是陰氣與陽氣相激而生成的,《說文解字》有“電，陰陽激耀也，從雨從申”?！蹲謪R》有“雷從回，電從申。陰陽以回薄而成雷，以申泄而為電”。古人對電的解釋（或者稱為學(xué)說）是通過“氣”來解釋的，是為電氣。

中國最早用氣學(xué)說來解釋電的吸引現(xiàn)象，出現(xiàn)在東漢王充撰寫的《論衡》。

解釋2：現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)識

現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為：物質(zhì)是由原子組成，原子由原子核和核外電子組成。原子核帶正電，電子帶負(fù)電，原子顯電中性。但在一些物理作用下（主要有3類途徑：摩擦起電、接觸帶電，感應(yīng)帶電），部分原子會失掉一些核外電子，從而顯正電性；部分原子會得到一些電子，從而顯負(fù)電性。

電子是帶有最小電荷的粒子，物理學(xué)家把最小電荷叫做元電荷，用符號e表示（e=1.6x10?19）。任何帶電體所帶電荷量都是e的整數(shù)倍。電荷的流動就產(chǎn)生了電流。這幾乎是現(xiàn)代物理學(xué)對電的最準(zhǔn)確的認(rèn)識了。

基于這一邏輯，我們知道，電的本質(zhì)是電子的運動，而電子是一種微觀粒子，在原子如此小的空間（直徑約10?1?m）內(nèi)作高速（接近光速3×10?m·s?1）運動，核外電子的運動與宏觀物體運動不同，沒有確定的方向和軌跡，只能用電子云描述它在原子核外空間某處出現(xiàn)機(jī)會（幾率）的大小。根據(jù)量子力學(xué)中的測不準(zhǔn)原理，我們不可能同時準(zhǔn)確地測定出電子在某一時刻所處的位置和運動速度，也不能描畫出它的運動軌跡。因此，人們常用一種能夠表示電子在一定時間內(nèi)在核外空間各處出現(xiàn)機(jī)會的模型來描述電子在核外的的運動。這種模型的三維圖像結(jié)果看上去，就像是在原子核周圍的空間，由于電子的運動而形成了陰電氣氛。描述電子在原子核周圍各區(qū)域出現(xiàn)的幾率?？梢栽趫D像中用電子云密度(陰電氣氛的濃厚程度)來表示，以不同的濃淡點代表幾率的大小，其結(jié)果像電子在原子核周圍形成的霧氣，所以也叫作電子氣體，即電氣。

由此可知，電氣是囊落了所有電子運動相關(guān)的物理現(xiàn)象，既包括強(qiáng)電、也包括弱電，電氣泛指一切電，因此在國外的大學(xué)電氣工程electrical engineering涵蓋了power engineering（強(qiáng)電）、electronic engineering（弱電）、information engineering（弱電）。但在中國，電氣就特指強(qiáng)電了（power engineering）。

高低壓節(jié)能控制系統(tǒng)告訴大家因為電氣的起源就是研究閃電等強(qiáng)電現(xiàn)象開始的，以功率為主，到后來才開始利用電來表示信號，從而產(chǎn)生了信息學(xué)、電子學(xué)、計算機(jī)等等這些以信號為主的技術(shù)門類，即電氣應(yīng)該包括功率、信號兩個層面。我想這是電氣最科學(xué)靠譜的解釋了吧。