電氣技術(shù)**應(yīng)用史話(huà)

　　電氣技術(shù)的**發(fā)展源于電磁學(xué)理論的發(fā)展。從丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特1820年發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)，到安培定則、歐姆定律和法拉第的電磁感應(yīng)定律，電磁學(xué)理論羽翼漸豐。1864年，在上述理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋提出了麥克斯韋方程組，創(chuàng)立了完整的經(jīng)典電磁學(xué)理論體系。隨后，德國(guó)物理學(xué)家赫茲證實(shí)了電磁波的存在，進(jìn)一步完善了電磁學(xué)理論，形成了現(xiàn)代電磁學(xué)的基本框架。經(jīng)典電磁學(xué)的建立，為人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用電能奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

　　電氣技術(shù)隨著電能的應(yīng)用而日趨成熟，一百多年來(lái)電氣技術(shù)的發(fā)展史就是一部探索電能利用形式、*大限度、*經(jīng)濟(jì)利用電能的發(fā)明史。電能易于轉(zhuǎn)化成機(jī)械能、熱和光，又是信息的重要載體，并且便于遠(yuǎn)距離輸送和分配。這樣的優(yōu)良特性使得電能由*初用于電照明、電報(bào)、電話(huà)，擴(kuò)展到電鍍、電動(dòng)力以至工業(yè)生產(chǎn)的各部門(mén)，并迅速進(jìn)入人類(lèi)經(jīng)濟(jì)生活的各個(gè)領(lǐng)域。

　　早19世紀(jì)上半葉電能用于工業(yè)生產(chǎn)之前，作為通訊用的電器設(shè)備就已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入試用階段。在通訊領(lǐng)域，電主要用來(lái)傳遞信號(hào)，涉及到的電氣設(shè)備主要有電池、電線(xiàn)電纜和各種電子器件。1838年，畫(huà)家出身的莫爾斯發(fā)明了電報(bào)機(jī)，不久，電報(bào)取代烽火狼煙成為傳遞信息的主要手段。約四十年后，美國(guó)人貝爾發(fā)明了電話(huà)，使電訊走向民眾。1895年，意大利人馬可尼又在有線(xiàn)電話(huà)的基礎(chǔ)上發(fā)明了無(wú)線(xiàn)通訊。1906年，加拿大在美工作的物理學(xué)家費(fèi)森登發(fā)明了無(wú)線(xiàn)電廣播，使人們**次聽(tīng)到用電磁波傳來(lái)的音樂(lè)和新聞，到20世紀(jì)30年代初，無(wú)線(xiàn)電廣播系統(tǒng)已覆蓋全球絕大部分地方。1925年英國(guó)發(fā)明家貝爾德發(fā)明了電視機(jī)，實(shí)現(xiàn)了利用電磁波傳遞視頻信號(hào)的夢(mèng)想。今天世界上有數(shù)十億臺(tái)電話(huà)、電視，通訊技術(shù)也從有線(xiàn)發(fā)展為無(wú)線(xiàn)，從模擬發(fā)展為數(shù)字，而這些正是根源于人類(lèi)對(duì)電和電磁波的早期探索。

　　人類(lèi)*早發(fā)明的電光源是弧光燈和白熾燈。1807年英國(guó)的戴維制成了碳極度弧光燈，1878年，美國(guó)的布拉許利用弧光燈在街道和廣場(chǎng)照明中取得了成功。1年后，2位美國(guó)費(fèi)城的**中學(xué)教師湯姆生和霍斯頓通過(guò)設(shè)計(jì)弧光燈系統(tǒng)開(kāi)創(chuàng)了新的電工業(yè)。

   1880年，愛(ài)迪**明了實(shí)用白熾燈，揭開(kāi)了電應(yīng)用于日常生活的序幕。愛(ài)迪生之后，電燈不斷改進(jìn)。1939年管狀日光燈問(wèn)世，很快被廣泛采用，成為又一種重要的照明光源。隨后電能用于耗電較小的收音機(jī)、電視機(jī)、洗衣機(jī)等家用電器，創(chuàng)造了電能在家庭生活中應(yīng)用的**階段；**階段發(fā)展到使用耗電較多的電冰箱、廚房用電爐、電熱水器和空調(diào)設(shè)備等；第三階段發(fā)展到電氣采暖和家庭生活**電氣化。

　　在電氣設(shè)備走入千家萬(wàn)戶(hù)的同時(shí)，也走進(jìn)了各廠礦企業(yè)。從19世紀(jì)80年代開(kāi)始，電力驅(qū)動(dòng)逐漸進(jìn)入交通運(yùn)輸部門(mén)。1879年西門(mén)子和哈爾斯克在柏林工業(yè)博覽會(huì)上展出了**條小型電車(chē)軌道，到1899、1900、1902年，倫敦、巴黎、柏林先后建成了**條電氣化地下鐵道。1912年，瑞士**批電力牽引火車(chē)開(kāi)始行駛。除城市電車(chē)外，1887、1908年**出現(xiàn)了電動(dòng)礦用機(jī)車(chē)和電動(dòng)運(yùn)輸車(chē)。1894年，美國(guó)的一家棉花加工廠首先實(shí)現(xiàn)了電氣化，其供電系統(tǒng)全部用交流電。20世紀(jì)初，所有新建工廠都使用電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力。1899年到1909年的這10年時(shí)間是實(shí)現(xiàn)工業(yè)電氣化的重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)。10年間電動(dòng)機(jī)產(chǎn)量增長(zhǎng)了216%，而工業(yè)用電動(dòng)機(jī)卻猛增了584%。同時(shí)，交流電動(dòng)機(jī)成了工業(yè)電動(dòng)機(jī)中的主力。1899年僅有1/5的工業(yè)電動(dòng)機(jī)是交流機(jī)，到1909年交流機(jī)已超過(guò)了一半。將電能轉(zhuǎn)化為各種機(jī)械能的功臣非“電動(dòng)機(jī)”莫屬，正因?yàn)橛辛穗妱?dòng)機(jī)，才使我們的生活發(fā)生了翻天覆地的變化。

　　電力不僅作為*主要的動(dòng)力被廣泛運(yùn)用于加工工業(yè)，而且由于電力的應(yīng)用導(dǎo)致了一系列新的加工工藝的發(fā)展，如電鍍、電焊、電加工等等，為加工工業(yè)增添了許多重要手段。
　　照明技術(shù)和動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展及普及對(duì)強(qiáng)大電源提出了新的需求，正是由于電能的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了發(fā)電和輸變電以及電源技術(shù)的發(fā)展。從1875年建成**座發(fā)電廠至今只有130多年的歷史，從1832年制成**臺(tái)發(fā)電機(jī)至今也僅有170多年。在此期間，電力技術(shù)和電力生產(chǎn)取得了歷史性的重要成就：發(fā)電機(jī)組容量和電廠規(guī)模從小到大，技術(shù)參數(shù)和自動(dòng)化水平不斷提高；發(fā)電能源由單一進(jìn)而多樣化；輸電電壓等級(jí)不斷提高，輸電距離不斷延長(zhǎng)；從弧立供電發(fā)展到聯(lián)合為電網(wǎng)，電網(wǎng)的規(guī)模日益擴(kuò)大。

電氣技術(shù)應(yīng)用與**區(qū)域大轉(zhuǎn)移

　　電氣技術(shù)的**和應(yīng)用從19世紀(jì)末期開(kāi)始在美國(guó)和歐洲等地區(qū)進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段，隨后慢慢發(fā)展到全球各地。近一個(gè)多世紀(jì)來(lái)，電氣技術(shù)的應(yīng)用和**水平一直是一個(gè)國(guó)家先進(jìn)程序的重要標(biāo)志。1894年，美國(guó)借電氣技術(shù)**的重大機(jī)遇代替英國(guó)，成為全球**大經(jīng)濟(jì)體，并在到目前為止的一個(gè)多世紀(jì)里成為全球電氣技術(shù)應(yīng)用的**大國(guó)。而歐洲在至今為止的歲月里一直保持著全球*大的電氣技術(shù)供應(yīng)地區(qū)，也是全球***的電氣技術(shù)**地區(qū)。

　　在20世紀(jì)和21世紀(jì)交替的20多年里間里，隨著全球經(jīng)濟(jì)的重新調(diào)整，以金磚四國(guó)為代表的發(fā)展中國(guó)家在全球經(jīng)濟(jì)份額中的比重快速上升。她們電氣技術(shù)應(yīng)用規(guī)模在全球占據(jù)了日益重要的地位，同時(shí)也成為電氣技術(shù)**的重要國(guó)度。如中國(guó)早在20世紀(jì)90年代就成為全球**大電氣技術(shù)應(yīng)用市場(chǎng)，并將在*近幾年內(nèi)成為全球*大的電氣技術(shù)應(yīng)用國(guó)家。中國(guó)在電氣技術(shù)的**上也已走在全球的前列，超高壓輸電技術(shù)已位居全球*前列。

　　隨著歐洲、美國(guó)和日本經(jīng)濟(jì)發(fā)展的放緩和電氣化應(yīng)用的日趨成熟，對(duì)電氣新技術(shù)的應(yīng)用規(guī)模增長(zhǎng)乏力，而以金磚四國(guó)為代表的發(fā)展中國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展對(duì)電能的需求快速增加，推動(dòng)了電氣技術(shù)的加速應(yīng)用，而技術(shù)的**是緊跟技術(shù)的*新應(yīng)用市場(chǎng)的，因此這些國(guó)家往往成為全球重要的電氣技術(shù)**地區(qū)。隨著經(jīng)濟(jì)全球化和一體化的加速，發(fā)展中國(guó)家市場(chǎng)成為發(fā)達(dá)國(guó)家電氣技術(shù)供應(yīng)商在全球的日益重要**場(chǎng)所。電氣技術(shù)**和應(yīng)用在發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家的這種轉(zhuǎn)換速度是快速的，這在BP公司的年度能源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)里就有很明顯的表現(xiàn)。

　　受經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響，2009年全球的發(fā)電量為200936億度，比2008年下降了0.92%，但這種下降幅度在不同類(lèi)型的經(jīng)濟(jì)體里有嚴(yán)重的分化，發(fā)達(dá)國(guó)家大多出現(xiàn)了較大幅度的下降，而大多數(shù)發(fā)展中國(guó)家仍保持了較快的增長(zhǎng)，只是增長(zhǎng)速度有較大幅度的下降。

　　2009年，歐盟的發(fā)電量同比下降了5.11%，歐洲和歐亞大陸下降了4.79%，OECD下降了3.97%，北美下降了3.64%。這些以發(fā)展國(guó)家為主體的地區(qū)的發(fā)電量下降速度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于世界同期發(fā)電量下降的幅度。而亞太地區(qū)2009年發(fā)電量卻同比增長(zhǎng)了3.29%。

　　發(fā)達(dá)國(guó)家2009年經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)了較嚴(yán)重的下滑，相伴的必然是發(fā)電量的快速下降。雄居全球**大發(fā)電國(guó)和**大經(jīng)濟(jì)體一個(gè)多世紀(jì)的美國(guó)2009年發(fā)電量下降了3.8%，全球**大經(jīng)濟(jì)體和第三大發(fā)電國(guó)日本2009年發(fā)電量下降了5.54%，加拿大下降的4.31%，歐洲的德國(guó)下降了6.1%，法國(guó)下降了5.35%，英國(guó)下降了4.33%，意大利下降了9.14%。而反觀發(fā)展中國(guó)家，世界**大發(fā)電國(guó)中國(guó)發(fā)電量2009年同比上升了6.89%，全球第5大發(fā)電國(guó)印度上升了5.79%，巴西也上升了1.2%，唯有作為發(fā)展中國(guó)家的俄羅斯2009年發(fā)電量下降了4.25%，這主要是因?yàn)槎砹_斯自身的經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)了問(wèn)題。

　　1990年到2009年，全球發(fā)電量從153798億度上升到200936億度，增長(zhǎng)了69.6%。在5大地區(qū)中，1990年到2009年發(fā)電量增長(zhǎng)速度*低的為歐洲和歐亞大陸，僅增長(zhǎng)了10.96%，北美增長(zhǎng)速度也僅為33.17%，主體為發(fā)達(dá)國(guó)家的這兩個(gè)地區(qū)增長(zhǎng)速度均遠(yuǎn)低于全球平均增長(zhǎng)速度，同為發(fā)達(dá)國(guó)家集合體的歐盟和OECD的速度也遠(yuǎn)低于全球平均速度。歐洲和歐亞大陸發(fā)電量占全球的比重從1990年的38.57%下降到2009年的25.23%，下降了13.34個(gè)百分點(diǎn)，北美從31.96%下降到25.23%，下降了6.87個(gè)百分點(diǎn)。

　　與上面情況形成明顯對(duì)比的是，2009年亞太地區(qū)的發(fā)電量比1990年增長(zhǎng)了209.32%，占全球的比重從20.5%上升到37.39%，上升了16.89個(gè)百分點(diǎn)。2009年中東地區(qū)的發(fā)電量比1990年增長(zhǎng)了215.85%，占全球的比重從2.02%上升到3.76%，上升了1.74個(gè)百分點(diǎn)。

　　從統(tǒng)計(jì)的全球主要42個(gè)發(fā)電國(guó)家和地區(qū)來(lái)看，2009年發(fā)電量比1990年增長(zhǎng)超過(guò)2倍的有9個(gè)國(guó)家，從高到底依次為中國(guó)、印度尼西亞、馬來(lái)西亞、韓國(guó)、伊朗、土耳其、泰國(guó)、埃及和印度。在這9個(gè)國(guó)家中，肩并肩耀眼的當(dāng)屬中國(guó)，在這期間中國(guó)的發(fā)電量增長(zhǎng)了近5倍，占全球的比重從1990年的5.24%上升到了2009年的18.54%，上升了13.3個(gè)百分點(diǎn)，同期印度和韓國(guó)發(fā)電量占全球的比重也上升了超過(guò)1.93個(gè)百分點(diǎn)呼1.27個(gè)百分點(diǎn)。

　　而俄羅斯、烏克蘭和瑞典2009年的發(fā)電量甚至低于1990年的發(fā)電量。俄羅斯占全球發(fā)電量的比重從1990年的9.13%下降到了2009年的4.94%，下降了4.19個(gè)百分點(diǎn)，烏克蘭同期也下降了1.66個(gè)百分點(diǎn)。占全球發(fā)電量比重下降*多的是美國(guó)，美國(guó)下降了6.24個(gè)百分點(diǎn)，德國(guó)下降了1.67個(gè)百分點(diǎn)，日本下降了1.55個(gè)百分點(diǎn)，加拿大下降了0.88個(gè)百分點(diǎn)，法國(guó)和英國(guó)都下降了0.85個(gè)百分點(diǎn)。