Elektriciteit is een belangrijke energiebron voor de moderne maatschappij. We onderzoeken hoe onze levens en industrieën zouden veranderen als we geen elektriciteit meer zouden hebben.
Stel je voor dat je huis op een dag plotseling zonder stroom komt te zitten. Ten eerste is het erg donker omdat de lichten niet aangaan. Je koelkast werkt niet meer en kan het eten niet meer koud houden. Je moet je eten snel opeten of naar een koelere plek brengen voordat het bederft. Je kunt je computer of telefoon niet gebruiken. Je kunt niet met de buitenwereld communiceren of het internet gebruiken om meer te weten te komen over de buitenwereld. Je hebt geen toegang tot een computer, dus je hebt geen toegang tot documentatiesoftware en opslagmedia zoals USB of externe harde schijven. Je moet alles met de hand op papier schrijven en je moet tonnen papier en boeken met je meedragen. Je hebt geen toegang tot je favoriete tv of radio. Je kunt je oliegestookte boiler niet eens gebruiken. Zelfs als je met olie verwarmt, heeft de boiler elektriciteit nodig om te werken. Het enige wat we zouden kunnen doen, is water en gas gebruiken. Maar zelfs dan kunnen we ze alleen gebruiken omdat we elektriciteit hebben. Het transport van water en gas naar onze huizen vereist ook elektriciteit. Zonder elektriciteit zouden onze levens verlamd zijn.
Momenteel is elektriciteit onze belangrijkste energiebron, en alle objecten en machines gebruiken elektrische energie om te kunnen functioneren. Het is wat de wereld draaiende houdt, en het is nauw betrokken bij elk aspect van ons leven. Elektriciteit is meer dan alleen een gemak voor het dagelijks leven; het heeft een diepgaande impact op de industrie en de economie. Zonder elektriciteit in het productieproces zouden fabrieken niet draaien en in ziekenhuizen zouden cruciale levensondersteunende apparatuur niet functioneren, wat fataal zou kunnen zijn. Ook in het onderwijs is elektriciteit essentieel. Digitale apparaten en internet zorgen ervoor dat leerlingen kennis kunnen opdoen en dat docenten effectiever les kunnen geven. Zoals u kunt zien, is elektriciteit een essentiële hulpbron voor alle aspecten van de moderne samenleving.
Elektrotechniek is het vakgebied dat alles te maken heeft met elektriciteit: het opwekken ervan, het transporteren ervan naar waar het nodig is en het ontwikkelen van elektronica die ermee werkt. Omdat elektriciteit onze primaire energiebron is geworden, is elektrotechniek essentieel in elk vakgebied of elke machine. Het is interdisciplinair en heeft een enorme impact op een breder gebied dan zijn bereik. Elektrotechniek kan worden onderverdeeld in twee hoofdgebieden: systemen en elektronica. Het systeemgebied omvat het gebruik van bestaande materialen en het veranderen van hun vorm of structuur om gewenst gedrag te vertonen, en omvat gebieden zoals elektrische energie, communicatie en controle. Bijvoorbeeld het veranderen van de vorm of structuur van een antenne zodat een tv of smartphone uitzendingen en spraak van hogere kwaliteit kan ontvangen. Elektronica is daarentegen de studie van fysieke verschijnselen op de schaal van atomen of elektronen om materialen te creëren met nieuwe elektrische eigenschappen, en bestaat uit halfgeleiders en elektrofysica. Een voorbeeld van elektronica is de ontwikkeling van een nieuw materiaal dat licht buigt zodat het object transparant lijkt.
Op het gebied van elektronica is elektrofysica verantwoordelijk voor recente ontwikkelingen in smartphones en optische computers. Elektrofysica is de studie van de elektrische eigenschappen en reacties van materialen op atomaire schaal, en hoewel het een tak van elektrotechniek is, kan het meer worden beschouwd als een toegepaste wetenschap dan als een ingenieurswetenschap. Kortom, elektrofysica is de studie van de oorzaken van elektrische eigenschappen, zoals waarom metalen licht reflecteren en glas licht doorlaat. Als je de fysieke redenen kunt vinden waarom metalen en glas verschillende eigenschappen hebben op een schaal zo klein als de grootte van een atoom, kun je dit principe gebruiken om transparante elektroden te ontwikkelen, dat zijn metalen die transparant zijn. In het geval van aanraakschermen zoals smartphones en tablets zijn vloeibare kristallen transparant, zodat het scherm voor ons zichtbaar is, maar ze moeten ook fungeren als elektrisch geleidende elektroden, zoals metalen, om menselijke aanraking te herkennen. Daarom zijn vloeibare kristaltransparante elektroden nodig, en deze behoefte zal toenemen met de huidige trend dat de meeste elektronische apparaten aanraakschermen worden. Dus hoe maak je een transparante elektrode? Denk aan een dumplinghuid. De dumplinghuid is gemaakt van ondoorzichtig meeldeeg. Wanneer het deeg echter dun wordt uitgerold om de dumplinghuid te vormen, wordt het transparant genoeg om door de dumpling heen te kijken. Dit principe kan ook worden toegepast op metaal, en als je metaal extreem dun maakt, ongeveer twee of drie atomen dik, kan het licht doorlaten. Daarom wordt een dunne metaalfilm bedekt met transparant glas om een transparante elektrode te maken. Momenteel worden transparante elektroden gebruikt in aanraakschermen, elektronisch papier, zonnecellen, enz. Onderzoekers werken echter actief aan het creëren van transparante elektroden van betere kwaliteit die elektrisch geleidender en transparanter zijn, tegen lagere kosten en via een eenvoudig proces.
Elektrotechniek is nauw betrokken bij ons leven. Het is niet overdreven om te zeggen dat de wereld wordt aangedreven door elektriciteit, aangezien elk object en apparaat dat we gebruiken elektriciteit gebruikt. Daarom is elektrotechniek op een groot aantal terreinen relevant voor ons leven, en de vooruitgang op het gebied van de elektrotechniek zal ons leven direct veranderen. Onder hen kan elektrofysica leiden tot de snelle ontwikkeling van de elektrotechniek door materialen of composieten te ontwikkelen met nieuwe fysieke eigenschappen die nog nooit eerder hebben bestaan. Daarom moeten we aandacht besteden aan het gebied van de elektrofysica, ook al is het onbekend en onbekend voor ons. We hopen dat de ontwikkeling van elektrotechniek en elektrofysica ons leven ten goede zal veranderen.
