近年新冠对社会、经济和工业产生了巨大的影响,人们的生活方式也随之发生变化:网课、线上办公、远程医疗等越来越普及,这些都离不开电气、电子和通信技术的作用。回望过去的100年间,电气电子和信息技术为社会的进步、文化的创造与传播做出了巨大贡献,在今后,更加纯熟先进的电子电气技术也一定会引领未来社会和经济发展。
在日本的硕士课程(大学院)中,电子电气工学作为一个很大的学科涵盖了很多专业。从中大型的输变电工程,到纳米级的电子器件,再到信号处理和控制理论,甚至分子生物学、卫星火箭设计也都包含在其中。
1.电气工学研究内容
更安全、更有效地利用电
电力是我们生活中不可缺少的一部分,电学研究大致分为两个领域:"强电",涉及作为能源的电,如发电、输电、相关设备的设计,以及将电转化为光、热和动力;"弱电",涉及传输信息的技术,如互联网、光通信和电话,以及控制和支配这些信息的半导体电路。今天的电气工学旨在全面探索使电力更有效、更安全和更容易使用的方法。
与电有关的一切都是研究对象
电气工学的领域非常广泛,涵盖了电力的所有方面。首先是作为能量的强电场,我们研究如何发电,如何有效地运输所涉及的设备,以及如何从电能中提取和应用其他形式的能量(比如光、热和磁)。此外还有一个弱电领域,它研究利用电和磁来存储和传输信息,这个领域专门研究硬件,如存储介质和数字电路。
电气工学的领域还有电气通信和媒体学科,它这涉及对软件的研究,如通信技术和信息处理。另外电气工学中还有专注于光的领域,由于光是一种电磁波,因此也属于电气的范畴。在这个领域中我们主要研究利用光的方法,如光通信和二极管。
虽然电气工学的研究范围和主题非常广泛,但我们平时所说的“电气工程”一词通常指作为能源的电(强电)的课题。
2.电子工学研究内容
理解电子设备的结构,学习制作所需的知识和技术
电子工学是研究利用电子的工作原理来制造我们生活产品和服务所需的技术。电子可以产生电流,并以电信号的形式传输信息,因此被广泛应用于各种电子设备中,比如按下开关就能加热食物的微波炉、相隔万里也能即时联络的电子邮件、只需举起IC卡就能通过的电子检票口。此外电子技术还用于所有由电力驱动或交换电信号的机器,如家用电器(电视和洗衣机)、通信设备(智能手机和平板电脑)、运输设备(汽车和飞机)和医疗设备(心电图和起搏器)等。
电子工学的未来
电子工学的研究主题大致可分为以下几个方面:
"电磁波":应用于移动电话和其他设备的天线技术。
"信息和通信":用于通过电子邮件和其他方式记录和交换文本、图像和其他信息。
"光电子学":应用于光伏电池、发光二极管、光通信和其他设备。
"电子器件":用于制造精细的高速电子电路,如集成电路(LSI)等。
这些领域的每一项研究都将使我们的生活更加便利,使以往很多仅存在于想象中的事情成为可能。
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