“電氣工程” 中的 “氣” 是什么意思？

　　電氣的概念

　　電氣（electrical，electrical power and equipment）

　　是電能的生產(chǎn)、傳輸、分配、使用和電工裝備制造等學(xué)科或工程領(lǐng)域的統(tǒng)稱。

　　是以電能、電氣設(shè)備和電氣技術(shù)為手段來創(chuàng)造、維持與改善限定空間和環(huán)境的一門科學(xué)。

　　涵蓋電能的轉(zhuǎn)換、利用和研究三方面，包括基礎(chǔ)理論、應(yīng)用技術(shù)、設(shè)施設(shè)備等。

　　而經(jīng)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。

　　專業(yè)的說：用于對電路進(jìn)行接通、分?jǐn)?，對電路參?shù)進(jìn)行變換，以實(shí)現(xiàn)對電路或用電設(shè)備的控制、調(diào)節(jié)、切換、檢測和保護(hù)等作用的電工裝置、設(shè)備和元件。

　　通俗的說：家庭常用的一些為生活提供便利的用電設(shè)備，如電視機(jī)、空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)、各種小家電等等。

　　那為什么“電氣工程” 中的 “氣” 是什么意思呢？

　　觀點(diǎn)一：

　　“電氣”一詞應(yīng)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，這里筆者就簡單說明一下。

　　“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(xué)著作。

　　那時(shí)法拉第才剛發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象沒多久，電子更是要到幾十年后才由湯姆孫發(fā)現(xiàn)，在那時(shí)，科學(xué)界關(guān)于電的主流理論是電流體理論(fluid theory of electricity)，把電現(xiàn)象解釋為電流體的運(yùn)動(dòng)。

　　其中包括杜費(fèi)(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(diǎn)看，兩者的實(shí)質(zhì)都是正電荷與負(fù)電荷）。

　　“電氣”便是瑪高溫在譯介當(dāng)時(shí)西方主流電學(xué)知識(shí)時(shí)對電流體(electric fluid)的翻譯?，敻邷赜谩皻狻眮矸gfluid，或許不止考慮到氣的流動(dòng)特性，也考慮到在當(dāng)時(shí)看來電和中國古代哲學(xué)中所說的“氣”一樣都是萬物皆有的神秘現(xiàn)象。

　　觀點(diǎn)二：

　　蓋西方工業(yè)之初,動(dòng)力機(jī)械均由蒸汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng),后來則有了電,故"電氣"者,開始泛指工業(yè)動(dòng)力者也,然現(xiàn)在也無蒸汽輪機(jī)了,故干脆以電氣泛指電了?！半姎狻边@個(gè)名詞已經(jīng)用習(xí)慣了，所以沿用下來！

　　電氣中的氣，當(dāng)指“壓縮空氣”。工業(yè)自動(dòng)化中，需要?jiǎng)悠饋淼脑O(shè)備，有電動(dòng)，氣壓傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)等三種。電動(dòng)和氣動(dòng)是最廣泛運(yùn)用的動(dòng)力源，兩者結(jié)合使用，完成自動(dòng)化。故稱：電氣自動(dòng)化。

　　觀點(diǎn)三：

　　解釋1：中國古代認(rèn)識(shí)

　　電是自然現(xiàn)象，在古代人們是通過閃電發(fā)現(xiàn)它的存在的。

　　在古代中國,古人認(rèn)為電的現(xiàn)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(xué)說）是通過“氣”來解釋的，是為電氣。

　　中國最早用氣學(xué)說來解釋電的吸引現(xiàn)象，出現(xiàn)在東漢王充撰寫的《論衡》。

　　解釋2：現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)識(shí)

　　現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為：物質(zhì)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(fù)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(yīng)帶電），部分原子會(huì)失掉一些核外電子，從而顯正電性；部分原子會(huì)得到一些電子，從而顯負(fù)電性。

　　電子是帶有最小電荷的粒子，物理學(xué)家把最小電荷叫做元電荷，用符號(hào)e表示（e=1.6x10?19）。

　　任何帶電體所帶電荷量都是e的整數(shù)倍。電荷的流動(dòng)就產(chǎn)生了電流。這幾乎是現(xiàn)代物理學(xué)對電的最準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)了。

　　基于這一邏輯，我們知道，電的本質(zhì)是電子的運(yùn)動(dòng)，而電子是一種微觀粒子，在原子如此小的空間（直徑約10?1?m）內(nèi)作高速（接近光速3×10?m·s?1）運(yùn)動(dòng)，核外電子的運(yùn)動(dòng)與宏觀物體運(yùn)動(dòng)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(xiàn)機(jī)會(huì)（幾率）的大小。

　　根據(jù)量子力學(xué)中的測不準(zhǔn)原理，我們不可能同時(shí)準(zhǔn)確地測定出電子在某一時(shí)刻所處的位置和運(yùn)動(dòng)速度，也不能描畫出它的運(yùn)動(dòng)軌跡。

　　因此，人們常用一種能夠表示電子在一定時(shí)間內(nèi)在核外空間各處出現(xiàn)機(jī)會(huì)的模型來描述電子在核外的的運(yùn)動(dòng)。

　　這種模型的三維圖像結(jié)果看上去，就像是在原子核周圍的空間，由于電子的運(yùn)動(dòng)而形成了陰電氣氛。

　　描述電子在原子核周圍各區(qū)域出現(xiàn)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(diǎn)代表幾率的大小，其結(jié)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(yùn)動(dòng)相關(guān)的物理現(xiàn)象，既包括強(qiáng)電、也包括弱電，電氣泛指一切電，因此在國外的大學(xué)電氣工程electrical engineering涵蓋了power engineering（強(qiáng)電）、electronic engineering（弱電）、information engineering（弱電）。

　　但在中國，電氣就特指強(qiáng)電了（power engineering）。

　　因?yàn)殡姎獾钠鹪淳褪茄芯块W電等強(qiáng)電現(xiàn)象開始的，以功率為主，到后來才開始利用電來表示信號(hào)，從而產(chǎn)生了信息學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)等等這些以信號(hào)為主的技術(shù)門類，即電氣應(yīng)該包括功率、信號(hào)兩個(gè)層面。我想這是電氣最科學(xué)靠譜的解釋了吧。

　　觀點(diǎn)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?yàn)殡姎馑坪蹙褪请姷倪\(yùn)動(dòng)，具體化后有了電力電機(jī)電器電子等。

　　電子、電器和電力都屬于電氣工程，它是一個(gè)抽象的概念，不是具體指某個(gè)設(shè)備或器件、而是指整個(gè)系統(tǒng)和電子、電器和電力的范疇。

　　電氣是一個(gè)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(shè)備和電氣技術(shù)為手段來創(chuàng)造、維持與改善限定空間和環(huán)境的一門科學(xué),涵蓋電能的轉(zhuǎn)換、利用和研究三方面,包括基礎(chǔ)理論,應(yīng)用技術(shù),設(shè)施設(shè)備等。

　　平常概念里的氣流的意思,現(xiàn)代工業(yè)中經(jīng)常會(huì)用電信號(hào)來控制輸入輸出,用氣流來控制機(jī)械部分的工作,舉個(gè)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(jī)械部分的,所以電和氣會(huì)常常在一起稱為電氣。

　　電氣工程呢其實(shí)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(dāng)于氣游走在人體當(dāng)中一樣。

　　一個(gè)電路，乃至一個(gè)電網(wǎng)可以看成一個(gè)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(gè)造人工程，控制這個(gè)人的骨骼框架，控制其氣的流動(dòng)與變換！

　　觀點(diǎn)五：

　　對于“氣”的理解，筆者認(rèn)為就是氣體。

　　本科學(xué)的電力電子，對這個(gè)沒概念，讀了研究生之后轉(zhuǎn)為高電壓與絕緣技術(shù)才會(huì)發(fā)現(xiàn)，氣體在電氣中的巨大作用。

　　舉個(gè)最簡單的例子就是，空氣開關(guān)，它之所以能起作用是因?yàn)樗诳諝猱?dāng)中，空氣作為一種絕緣介質(zhì)，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(fù)性最好，最廉價(jià)的一種絕緣介質(zhì)就是空氣。

　　空氣開關(guān)就是這么產(chǎn)生的。除了空氣之外的，像六氟化硫氣體，也是現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)問題，絕緣強(qiáng)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(lǐng)域的入門知識(shí)里面，關(guān)于氣體的放電理論都是作為第一章來講的，最經(jīng)典的湯森理論和流注理論也是關(guān)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(jìn)而沒有高壓就沒電能的輸送和變配，整個(gè)供電系統(tǒng)也就不存在了。