Σε τι διαφέρει η ηλεκτρολογία από την ηλεκτρονική;

Όταν μιλάμε για ηλεκτρολογία, εννοούμε τις περισσότερες φορές την παραγωγή, μετατροπή, μετάδοση ή χρήση ηλεκτρικής ενέργειας. Στην περίπτωση αυτή, εννοούμε τις παραδοσιακές συσκευές που χρησιμοποιούνται για την επίλυση αυτών των προβλημάτων. Αυτό το τμήμα της τεχνολογίας σχετίζεται όχι μόνο με τη λειτουργία, αλλά και με την ανάπτυξη και βελτίωση του εξοπλισμού, τη βελτιστοποίηση των εξαρτημάτων, των κυκλωμάτων και των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων του.

Γενικά, η ηλεκτρική μηχανική είναι μια ολόκληρη επιστήμη που μελετά και εν τέλει ανοίγει ευκαιρίες για την πρακτική εφαρμογή ηλεκτρομαγνητικών φαινομένων σε διάφορες διαδικασίες.

Πριν από περισσότερα από εκατό χρόνια, η ηλεκτρική μηχανική διαχωρίστηκε από τη φυσική σε μια αρκετά εκτεταμένη ανεξάρτητη επιστήμη και σήμερα η ίδια η ηλεκτρική μηχανική μπορεί να χωριστεί υπό όρους σε πέντε μέρη:

• φωτιστικό εξοπλισμό,

• ηλεκτρονικά ισχύος,

• βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας,

• ηλεκτρομηχανική,

• θεωρητικής ηλεκτρολόγος μηχανικής (ΤΟΕ).

Σε αυτή την περίπτωση, ειλικρινά, θα πρέπει να σημειωθεί ότι η ίδια η βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας είναι εδώ και πολύ καιρό μια ξεχωριστή επιστήμη.

Σε αντίθεση με τα ηλεκτρονικά χαμηλού ρεύματος (χωρίς ισχύ), των οποίων τα εξαρτήματα χαρακτηρίζονται από μικρές διαστάσεις, η ηλεκτρολογική μηχανική καλύπτει σχετικά μεγάλα αντικείμενα, όπως: ηλεκτροκινητήρες, γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας, σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, υποσταθμούς μετασχηματιστών κ.λπ.

Η ηλεκτρονική, από την άλλη πλευρά, λειτουργεί σε ολοκληρωμένα μικροκυκλώματα και άλλα ραδιοηλεκτρονικά εξαρτήματα, όπου δίνεται μεγαλύτερη προσοχή όχι στην ηλεκτρική ενέργεια αυτή καθαυτή, αλλά στις πληροφορίες και απευθείας σε αλγόριθμους για την αλληλεπίδραση ορισμένων συσκευών, κυκλωμάτων, χρηστών - με ηλεκτρική ενέργεια, με σήματα, με ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο. Οι υπολογιστές σε αυτό το πλαίσιο ανήκουν επίσης στην ηλεκτρονική.

Σημαντικό στάδιο για τη διαμόρφωση της σύγχρονης ηλεκτρικής μηχανικής ήταν η ευρεία εισαγωγή στις αρχές του 20ου αιώνα. τριφασικοί ηλεκτροκινητήρες και πολυφασικά συστήματα μετάδοσης εναλλασσόμενου ρεύματος.

Σήμερα, όταν έχουν περάσει περισσότερα από διακόσια χρόνια από τη δημιουργία της βολταϊκής στήλης, γνωρίζουμε πολλούς νόμους του ηλεκτρομαγνητισμού και χρησιμοποιούμε όχι μόνο άμεσο και χαμηλής συχνότητας εναλλασσόμενο ρεύμα, αλλά και εναλλασσόμενα ρεύματα υψηλής συχνότητας και παλμικά ρεύματα, χάρη στα οποία Ανοίγονται και πραγματοποιούνται οι ευρύτερες δυνατότητες για τη μετάδοση όχι μόνο ηλεκτρικής ενέργειας αλλά και πληροφοριών σε μεγάλες αποστάσεις χωρίς καλώδια, ακόμη και σε κοσμική κλίμακα.

Τώρα, η ηλεκτρική μηχανική και η ηλεκτρονική είναι αναπόφευκτα στενά αλληλένδετες σχεδόν παντού, αν και είναι γενικά αποδεκτό ότι η ηλεκτρική μηχανική και η ηλεκτρονική είναι πράγματα εντελώς διαφορετικής κλίμακας.

Η ίδια η ηλεκτρονική, ως ξεχωριστή επιστήμη, μελετά την αλληλεπίδραση φορτισμένων σωματιδίων, ιδίως ηλεκτρονίων, με τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία.Για παράδειγμα, το ρεύμα σε ένα σύρμα είναι η κίνηση των ηλεκτρονίων υπό την επίδραση ενός ηλεκτρικού πεδίου.Η ηλεκτρική μηχανική σπάνια υπεισέρχεται σε τέτοιες λεπτομέρειες.

Εν τω μεταξύ, τα ηλεκτρονικά καθιστούν δυνατή τη δημιουργία ακριβών ηλεκτρονικών μετατροπέων ηλεκτρικής ενέργειας, συσκευών για μετάδοση, λήψη, αποθήκευση και επεξεργασία πληροφοριών, εξοπλισμό για διάφορους σκοπούς για πολλές σύγχρονες βιομηχανίες.

Χάρη στα ηλεκτρονικά, η διαμόρφωση και η αποδιαμόρφωση στη ραδιοφωνική μηχανική προέκυψαν πρώτα και γενικά, αν δεν ήταν τα ηλεκτρονικά, τότε δεν θα υπήρχε ραδιόφωνο, ούτε τηλεοπτική και ραδιοφωνική εκπομπή, ούτε Διαδίκτυο. Η στοιχειώδης βάση των ηλεκτρονικών γεννήθηκε σε σωλήνες κενού και εδώ μόνο η ηλεκτρική μηχανική δύσκολα θα ήταν αρκετή.

Η ημιαγωγική (στερεά) μικροηλεκτρονική, που προέκυψε στο δεύτερο μισό του 20ου αιώνα, έγινε ένα απότομο σημείο ανακάλυψης στην ανάπτυξη συστημάτων υπολογιστών που βασίζονται σε μικροκυκλώματα, τελικά η εμφάνιση στις αρχές της δεκαετίας του 1970 του μικροεπεξεργαστή ξεκίνησε την ανάπτυξη υπολογιστών σύμφωνα με νόμος του Moore, ο οποίος δηλώνει ότι ο αριθμός των τρανζίστορ που τοποθετούνται σε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα κρυστάλλου διπλασιάζεται κάθε 24 μήνες.

Σήμερα, χάρη στα ηλεκτρονικά στερεάς κατάστασης, υπάρχει και αναπτύσσεται η κινητή επικοινωνία, δημιουργούνται διάφορες ασύρματες συσκευές, πλοηγοί GPS, tablet κ.λπ. Και η ίδια η μικροηλεκτρονική ημιαγωγών περιλαμβάνει ήδη πλήρως: ραδιοηλεκτρονικά, ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, ηλεκτρονικά ισχύος, οπτοηλεκτρονικά, ψηφιακά ηλεκτρονικά, οπτικοακουστικός εξοπλισμός, φυσική του μαγνητισμού κ.λπ.

Εν τω μεταξύ, στις αρχές του 21ου αιώνα, η εξελικτική σμίκρυνση των ηλεκτρονικών ημιαγωγών σταμάτησε και ουσιαστικά έχει σταματήσει τώρα.Αυτό οφείλεται στην επίτευξη του μικρότερου δυνατού μεγέθους τρανζίστορ και άλλων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων στον κρύσταλλο, όπου εξακολουθούν να είναι σε θέση να απομακρύνουν τη θερμότητα Joule.

Αλλά παρόλο που οι διαστάσεις έχουν φτάσει μερικά νανόμετρα και η σμίκρυνση έχει πλησιάσει το όριο θέρμανσης, καταρχήν είναι ακόμα πιθανό ότι το επόμενο στάδιο στην εξέλιξη των ηλεκτρονικών θα είναι η οπτοηλεκτρονική, στην οποία το στοιχείο φορέας θα είναι ένα φωτόνιο, πολύ πιο κινητό, λιγότερο αδρανειακό από τα ηλεκτρόνια και τις «τρύπες» των ημιαγωγών της σύγχρονης ηλεκτρονικής...