為什么叫“電氣”工程師，而不是“電器”工程師？

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xbq1013

電梯直達

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發表于 2023-6-17 14:32:09 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

本帖最后由 xbq1013 于 2023-6-17 14:34 編輯

為什么電氣工程專業要叫做電氣呢？我學了這么多年的電氣專業了，還從未思考過這個問題呢~今天被鄰居家的高中生給難住了，仔細一想，覺得這個話題挺有意義的，希望有朋友能一起討論一下。

電氣的概念

]電氣（electrical，electrical power and equipment）

是電能的生產、傳輸、分配、使用和電工裝備制造等學科或工程領域的統稱。
" s, F* U) c0 t' {6 Y
是以電能、電氣設備和電氣技術為手段來創造、維持與改善限定空間和環境的一門科學。2 b4 P9 L' }/ u m6 N4 O
涵蓋電能的轉換、利用和研究三方面，包括基礎理論、應用技術、設施設備等。
8 W: F, r9 [- q7 E% d4 M# J, O, M# U
# F6 p/ U. U/ o2 f( b' e; b# x" F) t8 S* y

而經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。3 n( d. o; }8 F6 V9 c
專業的說：用于對電路進行接通、分斷，對電路參數進行變換，以實現對電路或用電設備的控制、調節、切換、檢測和保護等作用的電工裝置、設備和元件。: N0 a# T( C+ k9 e3 }9 T# f2 Q
通俗的說：家庭常用的一些為生活提供便利的用電設備，如電視機、空調、冰箱、洗衣機、各種小家電等等。8 N# Z9 m% }# m5 U! A8 ~$ U
3 _" t7 L, M# \+ S: ?' p" k2 h" ?! O6 H1 ?
2 V1 H# a9 K0 h0 E

接下來，讓我們一起走進“電氣”、認識“電氣”。

電氣的出處

觀點一：

“電氣”一詞應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著作。

那時法拉第才剛發現電磁感應現象沒多久，電子更是要到幾十年后才由湯姆孫發現，在那時，科學界關于電的主流理論是電流體理論(fluid theory of electricity)，把電現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，兩者的實質都是正電荷與負電荷）。

“電氣”便是瑪高溫在譯介當時西方主流電學知識時對電流體(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，也考慮到在當時看來電和中國古代哲學中所說的“氣”一樣都是萬物皆有的神秘現象。

具體怎么解釋還要看大家嚴謹的討論和研究。

觀點二：

蓋西方工業之初,動力機械均由蒸汽輪機驅動,后來則有了電,故"電氣"者,開始泛指工業動力者也,然現在也無蒸汽輪機了,故干脆以電氣泛指電了。“電氣”這個名詞已經用習慣了，所以沿用下來！

電氣中的氣，當指“壓縮空氣”。工業自動化中，需要動起來的設備，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，兩者結合使用，完成自動化。故稱：電氣自動化。

觀點三：

關于電氣名稱的起源，我聽說過的比較可靠的解釋有兩種：

解釋1：中國古代認識

電是自然現象，在古代人們是通過閃電發現它的存在的。在古代中國,古人認為電的現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”。《字匯》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（或者稱為學說）是通過“氣”來解釋的，是為電氣。

中國最早用氣學說來解釋電的吸引現象，出現在東漢王充撰寫的《論衡》。

解釋2：現代科學認識

現代科學認為：物質是由原子組成，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，從而顯負電性。

電子是帶有最小電荷的粒子，物理學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的整數倍。電荷的流動就產生了電流。這幾乎是現代物理學對電的最準確的認識了。

基于這一邏輯，我們知道，電的本質是電子的運動，而電子是一種微觀粒子，在原子如此小的空間（直徑約10⁻1⁰m）內作高速（接近光速3×10⁸m·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機會（幾率）的大小。

根據量子力學中的測不準原理，我們不可能同時準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在核外空間各處出現機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域出現的幾率。可以在圖像中用電子云密度(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的物理現象，既包括強電、也包括弱電，電氣泛指一切電，因此在國外的大學電氣工程electrical engineering涵蓋了power engineering（強電）、electronic engineering（弱電）、information engineering（弱電）。但在中國，電氣就特指強電了（power engineering）。

因為電氣的起源就是研究閃電等強電現象開始的，以功率為主，到后來才開始利用電來表示信號，從而產生了信息學、電子學、計算機等等這些以信號為主的技術門類，即電氣應該包括功率、信號兩個層面。我想這是電氣最科學靠譜的解釋了吧。

觀點四：

氣不可見器可見。只是感覺電氣看來含義更廣，既包含有形的也包含無形的，因為電氣似乎就是電的運動，具體化后有了電力電機電器電子等。

電子、電器和電力都屬于電氣工程，它是一個抽象的概念，不是具體指某個設備或器件、而是指整個系統和電子、電器和電力的范疇。

電氣是一個工程詞匯電氣基本翻譯英文：electric日文：電気（でんき）電氣就是以電能、電氣設備和電氣技術為手段來創造、維持與改善限定空間和環境的一門科學,涵蓋電能的轉換、利用和研究三方面,包括基礎理論,應用技術,設施設備等。

平常概念里的氣流的意思，現代工業中經常會用電信號來控制輸入輸出，用氣流來控制機械部分的工作，舉個最簡單的：氣缸，就是用電來控制閥的通斷，然后決定是否供氣來操縱機械部分的，所以電和氣會常常在一起稱為電氣。

電氣工程呢其實可以這樣理解，電流，電壓，潮流等等這些物理量在輸電線路中流通，就相當于氣游走在人體當中一樣。一個電路，乃至一個電網可以看成一個人體，而里面的元素也就是電流，電壓，潮流就可以看成氣，與外界交換能量！！我們說的電氣工程也就是個造人工程，控制這個人的骨骼框架，控制其氣的流動與變換！！

觀點五：

對于“氣”的理解，我認為就是氣體。本科學的電力電子，對這個沒概念，讀了研究生之后轉為高電壓與絕緣技術才會發現，氣體在電氣中的巨大作用。舉個最簡單的例子就是，空氣開關，它之所以能起作用是因為它在空氣當中，空氣作為一種絕緣介質，是決定它能否起作用的決定因素。

在研究絕緣的過程中，包括氣體絕緣、固體絕緣和液體絕緣。氣體絕緣是自恢復性最好，最廉價的一種絕緣介質就是空氣。空氣開關就是這么產生的。除了空氣之外的，像六氟化硫氣體，也是現在研究的熱點問題，絕緣強度是空氣的2.5倍，滅弧能力是空氣的100倍.所以在高電壓領域的入門知識里面。

關于氣體的放電理論都是作為第一章來講的，最經典的湯森理論和流注理論也是關于氣體絕緣的。可以說研究氣體絕緣是研究高壓的半壁江山，進而沒有高壓就沒電能的輸送和變配，整個供電系統也就不存在了。現在可以理解到“氣”的重要了嗎，半壁江山。