Elektrina je kľúčovým zdrojom energie pre modernú spoločnosť. Skúmame, ako by sa zmenili naše životy a priemysel, keby sme stratili elektrinu.
Predstavte si, že jedného dňa váš dom náhle stratí energiu. Po prvé, je veľmi tma, pretože svetlá sa nerozsvietia. Vaša chladnička už nefunguje a už nedokáže udržať potraviny vo vnútri studené. Museli by ste sa ponáhľať zjesť jedlo alebo ho presunúť na chladnejšie miesto, kým sa nepokazí. Nebudete môcť používať počítač ani telefón. Nebudete môcť komunikovať s vonkajším svetom ani používať internet na spoznávanie vonkajšieho sveta. Nebudete mať prístup k počítaču, takže nebudete mať prístup k dokumentačnému softvéru a pamäťovým médiám, ako sú USB alebo externé pevné disky. Všetko si budete musieť napísať ručne na papier a budete musieť so sebou nosiť tony papiera a kníh. Nebudete mať prístup k svojej obľúbenej televízii alebo rádiu. Nebudete môcť používať ani váš kotol na olej. Aj keď kúrite olejom, kotol potrebuje na chod elektrinu. Najviac by sme mohli použiť vodu a plyn. Ale aj tak ich môžeme využívať len preto, že máme elektrinu. Proces prepravy vody a plynu do našich domovov si vyžaduje aj elektrinu. Bez elektriny by bol náš život paralyzovaný.
V súčasnosti je naším hlavným zdrojom energie elektrina a všetky predmety a stroje využívajú na svoj chod elektrickú energiu. Je to to, čo hýbe svetom, a je to úzko spojené s každým aspektom nášho života. Elektrina je viac než len pohodlie každodenného života; má hlboký vplyv na priemysel a hospodárstvo. Bez elektriny vo výrobnom procese by továrne nefungovali av nemocniciach by nefungovali dôležité zariadenia na podporu života, čo by mohlo byť smrteľné. Elektrina je nevyhnutná aj vo vzdelávaní. Digitálne zariadenia a internet umožňujú študentom získavať vedomosti a učiteľom efektívnejšie učiť. Ako vidíte, elektrina je životne dôležitým zdrojom pre všetky aspekty modernej spoločnosti.
Elektrotechnika je oblasť, ktorá sa zaoberá všetkým, čo súvisí s elektrickou energiou: jej výrobou, prepravou tam, kde je to potrebné, a vývojom elektroniky, ktorá ju využíva. Keďže elektrina sa stala naším primárnym zdrojom energie, elektrotechnika je nevyhnutná v akejkoľvek oblasti alebo stroji. Je interdisciplinárna a má obrovský dosah na širšiu oblasť, než je jej rozsah. Elektrotechniku možno rozdeliť do dvoch hlavných oblastí: systémy a elektronika. Pole systémov zahŕňa použitie existujúcich materiálov a zmenu ich tvaru alebo štruktúry na vykonávanie požadovaného správania a zahŕňa oblasti, ako je elektrická energia, komunikácia a kontrola. Napríklad zmena tvaru alebo štruktúry antény tak, aby televízor alebo smartfón mohol prijímať kvalitnejšie vysielanie a hlas. Na druhej strane elektronika je štúdium fyzikálnych javov na úrovni atómov alebo elektrónov s cieľom vytvoriť materiály s novými elektrickými vlastnosťami a pozostáva z polovodičov a elektrofyziky. Príkladom elektroniky je vývoj nového materiálu, ktorý ohýba svetlo tak, aby sa objekt javil ako priehľadný.
V oblasti elektroniky je elektrofyzika zodpovedná za nedávny pokrok v smartfónoch a optických počítačoch. Elektrofyzika je štúdium elektrických vlastností a reakcií materiálov v atómovom meradle a hoci ide o odvetvie elektrotechniky, možno ju považovať skôr za aplikovanú vedu ako za inžiniersku vedu. Stručne povedané, elektrofyzika je štúdium príčin elektrických vlastností, napríklad prečo kovy odrážajú svetlo a sklo prepúšťa svetlo. Ak nájdete fyzikálne dôvody, prečo majú kovy a sklá rozdielne vlastnosti na tak malom meradle, ako je veľkosť atómu, môžete tento princíp použiť na vývoj priehľadných elektród, čo sú kovy, ktoré sú priehľadné. V prípade dotykových panelov, ako sú smartfóny a tablety, sú tekuté kryštály priehľadné, takže je pre nás obrazovka viditeľná, ale musia fungovať aj ako elektricky vodivé elektródy, ako napríklad kovy, aby rozpoznali ľudský dotyk. Preto sú potrebné priehľadné elektródy z tekutých kryštálov a táto potreba sa bude zvyšovať so súčasným trendom, že väčšina elektronických zariadení sa stáva dotykovými panelmi. Ako teda vyrobiť priehľadnú elektródu? Myslite na kožu knedle. Šupka na knedľu je z nepriehľadného múčneho cesta. Keď sa však cesto rozvaľká na tenko, aby sa vytvorila šupka knedle, stane sa dostatočne priehľadným, aby bolo cez knedľu vidieť. Tento princíp sa dá aplikovať aj na kov a ak urobíte kov extrémne tenký, hrubý asi dva alebo tri atómy, môže prepúšťať svetlo. Preto je tenký kovový film potiahnutý priehľadným sklom, aby sa vytvorila priehľadná elektróda. V súčasnosti sa priehľadné elektródy používajú v dotykových paneloch, elektronickom papieri, solárnych článkoch atď. Výskumníci však aktívne pracujú na vytvorení kvalitnejších priehľadných elektród, ktoré sú elektricky vodivejšie a transparentnejšie, pri nižších nákladoch a prostredníctvom jednoduchého procesu.
Elektrotechnika je úzko spojená s našimi životmi. Bez preháňania možno povedať, že svet je poháňaný elektrinou, keďže každý predmet a zariadenie, ktoré používame, využíva elektrickú energiu. Preto je elektrotechnika relevantná pre náš život v širokej škále oblastí a pokroky v elektrotechnike priamo zmenia naše životy. Medzi nimi môže elektrofyzika viesť k rýchlemu rozvoju elektrotechniky vývojom materiálov alebo kompozitov s novými fyzikálnymi vlastnosťami, ktoré nikdy predtým neexistovali. Preto by sme mali venovať pozornosť oblasti elektrofyziky, aj keď je nám neznáma a neznáma. Dúfame, že rozvoj elektrotechniky a elektrofyziky zmení náš život k lepšiemu.
