Говоря об электротехнике, мы чаще всего подразумеваем генерацию, преобразование, передачу или использование электрической энергии. При этом имеем ввиду традиционные устройства, применяемые для решения названных задач. Данный раздел техники связан не только с эксплуатацией, но и с разработкой, и с совершенствованием оборудования, с оптимизацией его частей, схем, а также электронных компонентов.
По большому счету электротехника — это целая наука, изучающая, и в конце концов открывающая возможности для практического внедрения электромагнитных явлений в разнообразные процессы.
Электротехника — это наука, которая занимается практическим использованием электромагнитных явлений, и часто это название применяется для обозначения всей соответствующей отрасли техники. Электротехника имеет большое значение для современной промышленности и быта, потому что с помощью электротехники относительно просто можно осуществить преобразование и передачу энергии (задачи электроэнергетики), а также решить вопросы передачи и преобразования сигналов и информации (электросвязь).
Более чем сто лет назад электротехника выделилась из физики в довольно обширную самостоятельную науку, а на сегодняшний день уже сама электротехника может быть условно разделена на пять частей:
-
светотехника,
-
силовая электроника,
-
электроэнергетика,
-
электромеханика,
-
теоретическая электротехника (ТОЭ).
При этом справедливости ради стоит заметить, что электроэнергетика сама давно является отдельной наукой.
Электротехника занимается применением электрических явлений как в промышленном производстве, так и в повседневной жизни. Она охватывает область применения электрической энергии, что составляет основу технических расчетов во всех разделах электротехники. Поэтому электрические явления изучаются в курсе электротехники с другой точки зрения, чем в курсе физики. Одним из важнейших явлений является электрический ток.
В отличие от слаботочной (не силовой) электроники, для компонентов которой характерны малые габариты, электротехника охватывает сравнительно крупные объекты, такие как: электроприводы, ЛЭП, электростанции, трансформаторные подстанции и т. д.
Электроника же оперирует интегральными микросхемами и прочими радиоэлектронными компонентами, где более значительное внимание уделяется не электроэнергии как таковой, а информации и непосредственно алгоритмам взаимодействия тех или иных устройств, схем, потребителей, - с электроэнергией, с сигналами, с электрическими и магнитными полями. Компьютеры в данном контексте тоже относятся к электронике.
Важной вехой для становления современной электротехники явилось широкое внедрение в начале 20 века трехфазных электродвигателей и многофазных систем передачи электроэнергии на переменном токе.
Сегодня, когда минуло более двухсот лет со дня создания вольтова столба, мы знаем многие законы электромагнетизма, и используем не только постоянный и низкочастотный переменный ток, но и переменный высокочастотный, и пульсирующий токи, благодаря чему открыты и реализуются широчайшие возможности для передачи не только электроэнергии, но и информации на значительные расстояния без проводов даже в космических масштабах.
Теперь электротехника с электроникой неизбежно плотно переплетаются практически всюду, хотя и принято считать, что электротехника и электроника вещи совершенно разного масштаба.
Сама по себе электроника, как отдельная наука, изучает взаимодействие заряженных частиц, в частности электронов, с электромагнитными полями. Например, ток в проводе — это движение электронов под действием электрического поля. В электротехнике редко углубляются в такие детали.
А между тем именно электроника позволяет создавать точные электронные преобразователи электроэнергии, устройства передачи, приема, хранения и обработки информации, аппаратуру различного назначения для многих современных отраслей.
Именно благодаря электронике изначально зародились модуляция и демодуляция в радиотехнике, и вообще если бы не электроника, то не было бы ни радио, ни телерадиовещания, ни интернета. Элементная база электроники зарождалась на электронных лампах, и здесь вряд ли бы хватило одной электротехники.
Полупроводниковая (твердотельная) микроэлектроника, зародившаяся во второй половине 20 века, стала точкой резкого прорыва в становлении компьютерных систем, основанных на микросхемах, наконец появление в начале 70-х микропроцессора положило старт развитию компьютеров по закону Мура, гласящему, что количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 24 месяца.
Сегодня именно благодаря твердотельной электронике существует и развивается сотовая связь, создаются различные беспроводные устройства, GPS-навигаторы, планшеты и т. д. И сама полупроводниковая микроэлектроника теперь полностью включает в себя: радиоэлектронику, бытовую электронику, электронику энергетики, оптоэлектронику, цифровую электронику, аудио-видеотехнику, физику магнетизма и т.д.
Между тем в начале 21 века эволюционная миниатюризация полупроводниковой электроники приостановилась и практически остановлена сейчас. Это случилось из-за достижения минимально возможных размеров транзисторов и иных радиоэлектронных компонентов на кристалле, при которых они еще способны отводить джоулево тепло.
Но хотя размеры достигли единиц нанометров, а миниатюризация уперлась в предел разогрева, в принципе еще возможно, что следующим этапом в эволюции электроники станет оптоэлектроника, в которой несущим элементом выступит фотон, значительно более подвижный, менее инерционный чем электроны и «дырки» полупроводников нынешней электроники.