电力工程技术论文(收集5篇)
时间:2024-06-21
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各大城市10kv配网工程建设项目逐渐增多,规模也在不断扩大,导致各种施工技术问题层出不穷,对于存在的各种施工问题,如果不及时进行处理,不但会影响工程项目建设质量,同时还会对投入使用后系统运行的稳定性与安全性造成影响,与供电服务质量有着直接关系。因此,为了确保10kv配网工程项目建设能够满足施工要求,保证电网能够稳定、安全运行,必须要对现存的施工技术问题进行分析,有的放矢的进行管理,不断提升供电服务质量。
210kv配网电力工程的主要施工技术问题
2.1施工方案与实际不符
工程施工方案的确定,是在实际施工需求上来进行,最大程度的将设计与实际相结合,但是在实际施工中施工方案并不能完全与实际情况相符合。在施工过程中虽然完全按照施工设计方案来进行,但因为受各种外界因素影响,而造成方案与实际不符,影响施工质量。例如在工程施工过程中因为气候等不可控制因素对施工造成不同程度的影响,又或者因为前期工程勘测工作不到位,致使施工方案设计的施工线路与实际线路规划不符。在施工过程中如果设计方案与实际施工不符,也不可随意进行变更,否则很可能一个环节的变更就会造成整个工程的变更,最终影响整个配网建设质量。另外,10kv配网建设路线比较长,在施工时往往是不同施工队负责不同路段,这样就会存在一定衔接问题,影响电网运行的稳定性与安全性。
2.2外力因素影响严重
10kv配网逐渐成为城市电网建设中的重要组成部分,但是受地形以及经济发展等因素影响,很多城市在10kv配网工程项目建设中,由于供电所能力有限,致使配电接线没有规律,线路连接混乱,具有很强的随意性,电网运行安全性与稳定性比较低。再加上部分地区环境污染严重以及自然环境恶劣,导致一些新建设时间不久的工程项目也发生运行事故,降低供电质量。另外,我国10kv配网传统供电方式为单端接线,具有很强的不稳定性,受外界影响比较大。随着技术的发展,逐渐以环网取代单端接线,但是部分地区仍是选用单端接线或者是两者相结合的方式,对电网的正常运行造成一定影响。
2.3施工技术处理不当
10kv配网线缆在被击穿后,并不能自主进行修复,这时如果不及时切断故障线路,将会因为电弧热量而烧坏线路绝缘,进而会出现跳闸以及相间短路等情况,致使整个电网运行受到影响。就我国10kv配网建设现状来看,如果单相接地出现故障,会造成不接地系统转变为中性点直接接地系统,电网出现接地故障不但会产生大量的接地电流,而且还会形成极大的过电压,将会威胁到电缆、变压器以及开关柜绝缘等设备的正常使用。如产生故障的路段再次接地就会瞬间产生大量的接地电流,进而会出现短路状况,一旦发生相间短路情况,将会影响整个电网的稳定运行。
310kv配网工程施工技术改进措施
3.1确保施工方案与实际相符
施工规划是工程建设的基础与前提,其是否合理在很大程度上决定了工程建设的质量。对于10kv配网工程的设计规划方案必须要能满足按线、按位施工要求,结合工程实地勘测结果,对规划中存在的不合理现象及时进行修改。例如,对于10kv配网的架空设计,必须要以城市架空走廊的实际情况为基础,全面了解当地管线敷设情况,以此来作为确定架空走廊设置的基础,确保其设计能够符合实际施工需求。对于10kv配网工程的单项涉及必须要严格执行外网规划设计要求,在进行设计时,必须要及时全面的与施工单位以及委托单位沟通,对于存在分歧的地方要及时解决,确定出统一有效的设计方案,更有利于复杂问题的解决,对于规划设计能够更有效的进行调整解决,降低施工方案与实际施工之间的矛盾。
3.2降低外力因素影响
为减少外力因素对10kv配网建设造成的影响,在施工前必须要做好实地勘测工作,充分了解施工地点地质环境以及气候等,以此作为施工方案设计的依据。另外,还需要充分了解当地供电所需求,以求能够在设计方案上充分体现出来。如果施工过程中遇到比较复杂的问题,需要详细了解每个路线的功能,将电网施工对其造成的影响降到最低。另外,对于10kv配网施工材料的选择,应选择质量与成本都能满足施工要求的材料,降低材料对施工质量的影响。
3.3妥当处理施工技术
3.3.1严格遵循施工技术原则
在项目施工前,必须要对施工现场进行实地考察,对线路所经过的城市与乡村地形进行详细的勘测,从中选取合适的道路作为依托,架空走廊一般都需要选择设置在主干道上。对于新建成的10kv配网工程应主要采取环网供电方式,并且对每段线路都设置分段开关与联络开关。如果工程选用环网供电模式,则需要多个变电所或者同变电所不同母线为电源点,相邻变电站10kv配网主干线使用单环形网络,这样如果电网中出现运行故障,将可以在最短的时间内确定事发点,有效缩短工程检修所花费的时间。另外,为了确保工程运行安全性与稳定性,要求重要的用户应选用双电源,尤其是设置应急电源,如独立于电网之外的发电机组、干电池以及蓄电池等。
3.3.2加强施工技术管理
以增强电网抗雷击能力为例,雷击是10kv配网建设与运行中影响最严重的因素。在工程建设过程中必须要加强对此方面因素的管理,针对雷击灾害发生的成因进行研究,积极寻找解决措施。例如在雷击频繁发生的地区,可以安装避雷器减低雷击灾害发生的频率。其中对于避雷器的选择,必须要以满足电路稳定运行为基础,例如针式瓷横担避雷器机械性能比较差,并不适合用于大档距、大导线线路。
4结束语
[关键词]CDIO模拟电子技术教学改革
[作者简介]于军(1973-),男,吉林梨树人,吉林化工学院,副教授,硕士,研究方向为单片机技术。(吉林吉林132023)
[课题项目]本文系2012年吉林省教育厅高等教育教学研究课题“电子电气基础课程群建设的研究与实践”和2011年吉林化工学院高等教育教学研究重点课题“构建电工电子分层次开放式实验教学平台,培养‘三实二创’现代工程师”(课题编号:JY2011A14)的阶段性成果之一。
[中图分类号]G642.3[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2014)08-0129-02
卓越工程师教育培养计划的主要目标是面向工业、面向世界、面向未来,旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。近年来,课程组对模拟电子技术课程采用CDIO工程教育模式,在教学内容、课程体系、教学方法、实施过程等方面进行了一系列改革与实践,取得了初步成效和一些有益的成果,对其他课程起到了示范的作用。
一、模拟电子技术课程的特点
模拟电子技术是高等学校工科电气、电子信息类专业本科生的一门重要技术基础课程,具有自身的体系和很强的工程性与实践性。课程通过对常用电子器件、模拟电子电路及其系统的分析和设计的学习,使学生获得模拟电子技术方面的基本知识、基本理论和基本技能,为深入学习电子技术及其在专业中的应用打下良好的基础。模拟电子技术课程涉及的内容多,理论性强,具有基础性、应用性和先进性。学生在学习时感到困难,出现理论教学与实践教学相分离,重视理论教学忽视实践教学,学生学完课程后,知识不知如何应用,造成学习效果差、学习积极性低等现象。课程教学亟待深化改革,探索实践。
二、CDIO工程教育模式
CDIO工程教育模式是国际工程教育改革的最新成果,自2005年引入中国以来,短短几年对中国工程教育产生了深远的影响。CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)、运行(Operate),以产品项目研发到产品项目运行的生命周期为载体,建立一体化的相互支撑和有机结合的课程体系,让学生以主动的、实践的方式学习工程项目的理论、技术与经验,其目的是培养学生综合运用知识和技能解决实际问题的能力、创新能力、团队合作精神和可持续发展能力。《CDIO教学大纲》和《CDIO标准》是实施CDIO工程教育模式两个最重要的指导性文件。《CDIO教学大纲》在“培养什么人”的问题上提出了工程教育人才培养的总目标:一是深入强调工程教育以技术知识与学科基础为根基;二是培养学生具备能够引领新产品、新流程和新系统的开发与运行的能力;三是培养学生能够理解科学与技术发展对社会的重要性、战略性以及对社会的影响。《CDIO标准》在“如何培养人”方面采用建构主义教育理论,通过CDIO的12条标准指引工程教育改革的实施方法,主要包含的内容有:工程背景(标准1)、课程发展(标准2、3、4)、设计实现经验和工作平台(标准5、6)、教学和学习方法(标准7、8)、高水平导师队伍建设(标准9、10)、评估(标准11、12)。CDIO工程教育模式与很多工程教育改革相比,是一个国际性较全面的、系统的工程教育改革模式。模拟电子技术是电气、电子信息类专业主要的基础课程,是学生必修的主干课程,是学生后续课程的基础,在培养学生基础知识、基本技能和创新能力方面起着重要的作用。因此针对课程的特点及目前教学中存在的问题,探讨CDIO工程教育模式下的模拟电子技术课程教学改革与实践,对培养学生的专业技能和工程实践能力具有十分重要的意义。
三、CDIO模式的教学内容
随着电子技术新器件、新技术、新方法的发展和实验设备的更新、换代,现有的模拟电子技术教学内容已不能满足学生和社会的需求,主要表现在:第一,注重理论分析,忽略工程性和实践性;第二,传统的教学内容陈旧,滞后于新器件、新技术的发展。此外,模拟电子技术课程的特点是学时少,内容覆盖面广,基本概念抽象,电路形式多样且难懂等。学生在学完后,普遍反映入门难,知识得不到应用,造成学习效果差、学习积极性不高等现象。为此,对模拟电子技术课程教学内容进行了改革,确定了以模拟电子技术的CDIO工程项目为教学内容,具体见130页表。
CDIO工程项目重在强调器件外部特性,淡化器件内部工作原理,注重教学内容的实用性和工程性,从传统的以教师为中心教给学生向以学生为中心学会学习转变,在讲授知识点时实施以工程项目为内容的教学模式。在实践环节中实施多层次、立体化教学模式;理论教学和实践教学有机结合,实现“教、学、做”一体化教学模式。CDIO工程项目使学生在基础知识的理解、工程思维、工程实践和解决问题的能力、团队协作意识等方面有了显著提高。
四、CDIO模式的课程体系
CDIO工程教育模式坚持以学生为中心,以工程能力培养和素质教育为主线,夯实基础,拓宽专业,重视实践,培养能力,鼓励创新,理论教学与实践教学相结合,课内讲授与课外辅导相结合,共性教育与个性教育相结合,以相应配套政策制度为保障,努力培养具有实践能力和创新能力的卓越工程师人才,构建了多层次、多样化的课程体系,见下图。CDIO模式课程体系的优点是:采用分层次、多样化授课方式,针对不同的学生采取不同的方式,逐步引导学生以自学为主;注重理论教学与实践教学、课内讲授与课外辅导的有机结合;解决了共性教育和个性教育之间的矛盾;注重专业学习与素质教育、学习能力与创新思维培养的有机结合;培养学生逐步形成科学的思维方式、实事求是的科学作风、认真严谨的科学态度。
五、CDIO模式的教学方法
模拟电子技术授课在CDIO工程教育模式框架内进行,需将CDIO工程教育理念灵活地贯穿于整个教学活动中,要树立以学生为中心的教育理念,充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性。授课教师首先提出工程项目引导学生思考、研讨,倡导“做中学”的教学方法,增加工程实践动手机会,培养分析问题和解决问题的能力。在实施素质教育、推进教育现代化的过程中,模拟电子技术教育要跟上时展的步伐。为了使CDIO工程教育授课形式统一,教学行为规范,课程组教师课前要进行研讨,总结经验,找出重点和难点。在教学过程中,融入CDIO工程教育模式,以学生动手为主、教师辅导为辅的方式进行。
六、CDIO模式的教学手段
1.利用多媒体技术,使传统板书与现代教育技术相结合。模拟电子技术课程具有理论性强、数学推导多、电路图示多、实践性强、分析和设计手段新等特点。课程组教师自己动手制作电子教案,充分利用多媒体技术手段进行课程教学,课堂教学内容形象、直观、生动、活泼,激发了学生学习的积极性,提高了课堂效率。在课堂教学中传统板书和现代教育技术相结合,针对不同的教学内容采取不同的教学手段。
2.利用仿真技术,使理论教学与实践教学相结合。受实验设备、器材的限制,实践教学无法在课堂上正常进行,造成理论教学与实践教学相脱节。Multisim10是一个优秀的电子技术训练工具,是能够代替电子实验室中多种传统仪器的虚拟电子实验室。任课教师可以在课堂上一边讲解理论内容,一边通过Multisim10软件仿真向学生仿真电路功能,既加深学生对理论知识的理解,又解决了实验条件不足的困难。利用仿真软件构建虚拟实验环境,有利于学生掌握模拟电子技术电路设计和分析的方法技术,是培养学生工程意识和实践能力的重要手段。
3.利用网络技术,使课内教学与课外辅导相结合。在信息化、网络化社会的背景下,课程组教师采取研制开发和引进相结合的办法,建立基于校园网的模拟电子技术课程网络教学平台,内容包括课程信息、学习指导、电子教案、例题精解、练习思考、测试园地、教学讨论区、资料下载等丰富完整的教学资源。网络教学平台的建设为课程组教师组织网上教学和讨论、课外辅导和答疑提供了快速、便捷的手段,为开展教学研究、课程改革提供了平台。在CDIO工程教育模式框架内进行模拟电子技术课程教学,课程组教师要力图做到将网络教学平台与课堂教学有机结合,使课内教学与课外辅导有机结合,相互补充。
七、CDIO模式的实施过程
CDIO工程教育模式将理论教学与实践教学相结合,有效解决了理论教学与实践教学相脱节的问题,使学生在实践过程中发现问题、思考问题、分析问题、解决问题,体现了教学中学生的主体作用,有利于学生加深对理论知识的理解,提高综合实践能力和创新能力,能够充分调动学生学习的积极性、主动性,激发求知欲望,提高学习效率。教学过程为:项目要求―实物演示―分析任务―任务设计―任务实施―发现问题―完成项目/理论分析―评估总结。
实践证明,在模拟电子技术课程教学中采用的CDIO工程教育模式极大地激发了学生的学习兴趣,提高了学习效率。CDIO工程教育模式有利于培养学生个人专业能力和素质、实践能力和创新能力、团队精神和沟通能力,为学生今后开展工作打下良好基础,将成为培养卓越工程师人才的有效途径。
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在早期供电设施中,电压供给不足常导致系统不能正常运行。由于线路安装常处于农林茂盛地区或者远离闹市区,因此雷雨天气对其影响较大。另外,大气过电压和工频电压对电网的运行具有直接影响,导致设备运行故障。目前,弧光接地过电压较为常见,用户增加时,电网中的电流增大,会导致其出现弧光接地过电压,且很难控制。尤其是对于传统的10kV网络,设备运行时间较长,绝缘性能较差系统稳定性不高。从而影响设备的绝性能和安全运行。
2电网电力工程的技术问题的解决方案
1)控制电网故障造成的停电,优化电网转供电能力
传统的电网检修过程需停电检修,给客户造成不便。目前多数电力企业使用环网柜联络开关。环网柜核心为负荷开关和熔断器,其结构简单,多为便携式且经济适用。根据绝缘方式的不同,通常将其分为SF6绝缘和空气绝缘两种,多用于终端供电和环网供电的短路电流的开断和电流的分合。使用联络开关,有效的缩小了故障检修的停电范围,且可控制停电区间,从而实现区域检修。提高了传统单电源的稳定性与灵活性。
2)认真解决污闪问题
闪络问题在10kV配电网络中表现明显,为了确保其安全性,就要控制由于闪络导致的过电压和相间短路问题。实验数据显示,对于穿墙套管、支持绝缘子、连杆瓶等10kV设备应进行加装绝缘热缩管等防护设施,以防止污闪问题,促进电网的安全性和稳定性。
3)加强线路防雷措施
雷击造成的闪络问题最为明显,因此针对特殊地区、特殊环境下的雷击问题应增加防雷措施,安装必要的避雷设施能够有效的防止雷击造成的导线损坏,提高电网的安全系数。目前,很多企业选择使用针式瓷瓶进行防雷,但其对大导线线路并不适用。
3提高配网工程施工安全管理的技术问题措施
1)完善前期规划设计
在10kV配电网络设计过程中,要根据当地线路负荷是实际情况以及环境现状进行设计,使其额定电流能够满足当地居民同时用电时的最大电流,同时要避免浪费。根据线路设计的影响因素对其进行规划,有助于电网设备的稳定运行。
2)制定合理的施工方案
要求电力施工人员认真检查电路施工图纸、线路以及现场环境等,并以此来制定施工方案。配电网电力工程的安装过程和维修过程都要降低停电现象,时刻以满足客户需求为核心进行施工。
3)采用先进的技术进行定期维护
配电网运行过程中,线路检修十分必要。包括对施工线路的维护和保养,对线路规格的控制和选择等。企业应提高安装的先进水平,选择先进的设备和技术,以确保施工顺利。从而提高施工的质量和安全系数,能够确保对施工过程中的故障进行自动处理。
4)妥善处理施工环境
由于配电网施工要避开闹市区,因此其所处地域的环境通常较差。这对配电网施工具有极大的影响,因此妥善处理施工环境十分必要。其中包括以下几个方面:
①防备人为破坏:配电网的杆塔的位置应选择在远离主干道位置,并且在杆塔区域设置必要的防护措施,如安置警示牌或涂上反光漆等措施,防止机车等对杆塔造成伤害。
②防雷措施:10kV配电网络多数架设在较为空旷地带,因此雷击对线路的安全运行影响较大,因此要求电力企业做好配电网施工的防雷处理。如采用安装好避雷器或支柱式的绝缘子等,完成电网的地线铺设。总之,要做好电网的防雷工作,以免雷电天气造成线路短路,影响设备的正常运行,给客户带来不便。对于经过城区和经过树木茂密地带的线路,先进行适当的处理再进行线路架设,以免发生雷击事故,确保电网安全,毕竟电网安全问题是配电网技术的核心。
③维护和保养线路施工设备。对于电力施工来说,污染严重的工业区和农业区都会对其安全系数造成影响。因此,电力企业必须事先做好防腐措施,对线路经过的绝缘导线进行防腐处理、使用防污能力好的绝缘子。当然,还要对设备进行定期的日常维护和保养。
4总结
电力电子技术是由电力学、电子学和控制理论交叉、融合而形成的综合性技术和学科,具有专业性、实用性和综合性的特点。随着新材料、电路理论、数字控制理论和节能技术的发展,电力电子技术得以飞速发展,其应用领域已遍及工业、交通、通讯、电力、航天、航空、航海等各个领域,亦成为工业自动化、电气工程及其自动化专业等学科的专业课程。
在电力电子技术快速发展、教学条件不断健全的现状下,仅依赖传统教学方法,很难实现培养应用型技术人才的需要。为此,各个高校结合自己学校的特色和具体情况进行了电力电子技术课程的教学改革研究。文献[1]、[2]结合工程技术现状对教学内容进行了研究,文献[3]、[4]对电力电子技术教学方法进行了研究,文献[5]~[7]对实践教学环节进行了研究。但这些研究往往只针对教学环节的某个方面进行,并且绝大多数是在传统教学法的基础上,引进多媒体或加强实践环节而展开。
本文结合我校的具体情况,响应普通本科高校向应用型转变的号召,以培养应用型技术人才为目标,探讨以工程案例贯穿整个教学过程,以学生为主体,采用引导型教学模式的电力电子教学新思路。
一、工程案例选择
电力电子技术的教学分为理论教学和实践教学。教学内容主要涉及电力电子器件、四类基本变流电路、电力电子电路的控制技术、软开关技术和工程应用的基本知识。变速永磁发电系统在风力发电、内燃机发电等领域应用广泛,涉及电力电子技术课程的绝大多数教学内容。本文选取小型变速永磁发电系统实际工程作为主线,串联课程知识。所选变速永磁发电机系统结构如图1所示。
变速永磁发电系统由主电路和辅助电路构成。主电路由永磁发电机组和变流电路构成。正常工作时,内燃机带动永磁发电机发出幅值频率变化的交流电,经整流电路后变成直流电,由直流升压电路将电压变换至350V,由逆变电路产生220V、50Hz的交流电输出给负载。辅助电路由双向升降压变换电路构成,可将350V的直流电压变换成30V的低压,给28V的储能电池充电;在需要时也可以将储能电池中的电能通过升压补充到直流高压中,改善供电性能。由图1可以看出,所选工程实例涉及知识涵盖了电力电子技术课程的整流变换、直流变换、逆变、软开关技术及相应的工程应用知识,完全可作为工程案例主线贯穿整个教学内容,再补充个别支线工程案例即可构建完备的基于工程实例的电力电子教学实例。
二、教学模式研究
当前高校的两个主要任务是人才培养和科学研究。对于工科院校而言,将两者合理的结合,在进行人才培养的时候,将理论与工程实践结合,既锻炼了学生发现问题、解决问题的能力,也为科研课题和科研人才的培育奠定了基础。这就需要转变传统的课堂教学模式,将教学过程以教师为主转变为以学生为中心,教师进行引导、督促学生完成学习、分析、总结和实践的学习过程。通过加大学生在教学过程的主动性,提高教学效果,为实际工程技术能力的培养奠定基础。
1.课堂讲授。教师对新知识的课堂讲授采用引导方式:(1)首先采用工程案例视频展示知识点在实践工程中的应用,让学生对知识点有感性的认识;(2)通过教学课件对知识点的知识架构进行讲解,让学生建立相应的知识体系框架;(3)结合工程案例,对重点、难点内容进行示范性分析,加深学生对知识点的理解,提高学生对知识点在工程中的应用能力;(4)针对知识点内容,提出问题,让学生带着问题去学习并找出解决问题的方法。例如,通过变速永磁发电机组整流部分的实例展示,引出整流电路的常见类型和特点,对单相桥式相控整流电路和单相桥式斩控整流电路典型工况的分析,引导学生采用类比方式对其余类型整流电路进行学习、分析和总结。
2.课堂讨论。学生在规定教学时间内对基本知识点进行自主学习、总结,并在教师的指导下,通过理论分析和借助软件仿真手段,在给定工程背景下进行相近电路的性能分析、对比,从而加深对知识点的理解,区分相近知识点。如针对变速永磁发电机的整流部分,分别采用各种典型整流电路来实现相同的技术指标,并从波形、数值等多个方面进行对比,总结各类整流电路的特点和应用场合。在设定教学节点处,指导学生按组进行阶段性学习总结,并进行课堂讨论,通过书面报告或课堂总结汇报形式,将讨论结果进行总结并与其他小组进行交流,巩固所学知识。
3.基础验证实验。通过课内小实验和虚拟实验平台,如在课堂通过专用教学演示设备对不同整流电路进行实验演示和分析讲解,从而实现对学习内容进行自主验证,通过理论与实践结合,进一步促进学生对知识点的理解,也为提高学生的实践动手能力奠定基础。
4.设计实验。在阶段性学习结束后,教师根据实际科研项目,设定相关题目,让学生利用已学知识提供解决方案的设计与验证,其目的是让学生借助于电力电子技术知识对实际工程问题解决方案进行模拟设计,训练学生对电力电子技术知识的综合运用能力、提高学生查阅科技文献的能力、培养学生分析问题和解决问题的能力。这类实验综合性强,考虑到教学时间的限制,一般通过团队形式完成,通过需求分析、理论计算、原理设计、仿真验证和设计实现等环节,培养学生团队协作能力和利用所学知识分析问题、解决问题的综合能力。
关键词:近代社会,电磁理论,电气技术,哲学启示
电磁理论及电气工业技术是在人类社会的特定历史阶段发展起来的,顺应并且满足了时代的需要,同时也改变了世界,创造了新的时代,成为现代文明的标志。本文由第一次科技革命中晚期即从十八世纪末至二十世纪初该段时期的近代社会发展进程为背景,探讨十九世纪近代社会对近代电磁理论发展的促进关系,进而总结十九世纪时期电磁理论发展的哲学启示。
1十九世纪时期的近代社会
启端于18世纪80年代英国并在随后的近100年内迅猛磅礴于欧美诸国的蒸汽技术革命,直接带来了人类历史上第一次真正意义上的工业革命,使人类社会生产力和生产关系发生了巨变,并引起了社会深刻变革。以下是从政治、经济和文化三个方面总结19世纪中期至20世纪初期的阶段特征。
政治方面:世界各地之间的联系更加密切,同时政治经济发展的不平衡性也在加剧,美国、德国、日本等国崛起,英法等国相对落后。此等现象深刻地影响着世界政治格局的转变,最终导致第一次世界大战的爆发和战后新的世界政治格局的形成。论文大全。
经济方面:人类在生产力上实现了从蒸汽时代到电气时代的过渡,生产关系上则体现在垄断组织的形成和现代意义上的公司日渐成为资本主义工商业的组织形式。
文化方面:科学技术作为生产力在人类活动中的作用愈加显著,第一次世界大战促使人们对科学技术有了一些新的认识。特别是电磁理论的发展推动了人类社会中电气时代的到来,科学技术深深地改变着人类的生活与观念。
2十九世纪近代社会对电磁理论发展的促进
回顾电磁理论及电气技术的发展必将联系到蕴育电磁理论的十九世纪近代社会。电磁理论与电气技术的发展受到社会的自然环境、经济环境、政治环境、文化环境的深刻影响,社会对电磁理论与技术具有整合作用。同时,电磁理论与技术也会对社会产生反作用,社会根据技术加以自我调适。十九世纪近代社会对电磁理论发展的促进可归结为以下三个方面:
其一,从社会需要与技术惯性上看,在18世纪中叶至19世纪中叶蒸汽动力占据主要地位的同时,当时的科学工作者加快了对电的研究[1]。18世纪后期意大利物理学家伏打发明了电池;19世纪初丹麦物理学家奥斯特发现电流的磁效应,随后安培定律、欧姆定律相继被发现。1821年英国物理学家法拉第制成了第一台电动机和发电机,1831年法拉第发现了电磁感应现象,这是十九世纪最伟大的实验之一,开创了人类电气化时代的新纪元。
其二,从科研与产销的一体化(即工业实验室)方面看,无论是电工技术还是电气工业,完全是在电磁理论建立之后,人们自觉地运用理论指导实践做出了各种发明和发现的。麦克斯韦在总结法拉第等人研究成果的基础上创造性地提出了系统的电磁场理论,并预言电磁波的存在。在麦克斯韦电磁场理论的指导下人类逐渐进入了电子技术和信息社会。1901年完成从法国穿越大西洋、到达加拿大的无线电通讯。1904年把整流管使用于无线电通讯。1916年人类第一座无线电发射台问世,人类步入了信息社会。
其三,从社会状况与社会变革方面看,由于电能比蒸汽能有诸多优点,电力迅速取代了蒸汽动力在工业中占据主导地位,电气工业获得了飞速发展,爆发了第二次技术革命。第二次技术革命从19世纪中叶到20世纪中叶,以实用电动机、发电机的发明为开端,以电力技术的广泛应用为标志。第二次技术革命首先发生在英国,但并没有在英国得到迅速发展,却在美国生根、开花并结出丰硕的成果。电气工业在美国得到了飞速发展,并迅速传播到世界各地,形成了世界范围的电气工业发展,从此人类社会进人了电气化时代。
3十九世纪电磁理论发展的哲学启示
在分析电磁理论及电气化工程技术发展的社会环境和历史背景后,从中思考电气化工程社会影响的哲学思想,对其所蕴涵的文化思想和观念进行概括和抽象。
3.1电磁理论及工程技术把生产、技术和科学三者间的关系进一步融合
电磁理论的最初研究并没有推动生产发展的目的,它是出于科学家探索自然规律的兴趣或事业心。在电磁理论的基础上,各种电器相继发明,有力地促进了技术的进步,进而推动了生产的大发展。论文大全。论文大全。科学、技术和生产的关系的融合是一种进步。为什么会发生这种变化呢?这是因为电磁现象已不像力、热、光那样可被人的感觉器官直接感受到,只能靠受过专门训练的科学家通过科学实验来感觉它、认识它、掌握它,最终让它为人类服务。
3.2电磁理论扩展了人类认识自然的范围
自牛顿以来,科学界存在一种超距作用的观点,认为这种作用的传递既不需要物质做中介,也不需要花时间。而法拉第提出了电力线和磁力线,即电场和磁场的概念,指出静电作用和磁作用是通过场来传递的;麦克斯韦由法拉弟的思想计算出光的传播速度,亦即电磁作用的传播速度,从而否定了超距作用的观点。后来,科学家们又把这一思想扩大到引力,提出了引力场的概念,加深了对引力的认识。由此,人们认识到“场和实物是物质存在的两种形式,从而大大改变了牛顿自然科学的框架,是人类对自然界的认识的一次跨越[2]。
3.3电磁理论的逻辑性和经验性启示
1820年,奥斯特在自然统一性哲学观点的推动下,第一次把电、磁现象联系起来,发现了电流的磁效应。受这一启发,1831年,法拉第发现了电流磁效应的逆效应——电磁感应定律。英国物理学家麦克斯韦提出了麦克斯韦方程组,创立了完整的经典电磁理论体系。随后的电气化工程技术亦表现了工程的理论本质依据逻辑的揭示、科学实验。其运行的合理性、可操作性和可预测性源于科学精神和技术理性,昭示了科学必须既是理性的又是经验的[3]。然而,需要指出的是,技术理性中凸现的工具效率维度和经济物质取向,具有忽视人存在的精神意义和精神价值的倾向[4]。这从电气化工程对生态环境的破坏可以得到证实。
3.4工程实践的建构性和境遇性启示
由于电气化工程可预见的、巨大的经济效益、社会效益、社会影响,以及实施的复杂程度,必然引起政府决策部门的关注和支持。现在,工程是否存在、如何存在以及怎样存在不是科技人员一方就可以说了算的,它是它是在一定历史条件下,由社会各界包括政界、科技界、学界、实业界、企业界、公众共同参与或者叫建构的结果。
另外,虽然电气化工程的理论知识具有共同性,但现实中却很难看到相同结构,相同形式,甚至相同功能的工程。这是因为在工程的设计和建造过程中受到社会因素如地域风情,政治历史,经济状况等影响很大,工程实践需要实时调整和不断改变工程的结构和形式,才能实现最大的工程能力,此方面启示可称之为境遇性。
4结束语
本文关注从18世纪末到20世纪初期这一百多年时间的近代社会发展进程,分析十九世纪近代社会从工业革命到电气时代等阶段对近代电磁理论发展的催生与促进,进而由近代电磁理论发展与十九世纪近代社会关系思考十九世纪时期电磁理论发展带来的哲学启示。为研究后续电力革命及现当代电子信息时展的初期社会历史与科技关系提供依据。
参考文献
[1]符彩霞.电气工业百年回顾[J].电气时代,2001(3):5-7
[2]王骁勇,刘树勇经典物理学与社会进步[J].首都师范大学学报(自然科学版).2004,25(4):35-41
[3]巴伯.科学与社会秩序[M].北京:三联出版社,1999年:102-106
[4]王德伟.电气化工程的社会影响[J].自然辩证法,2006,22(3):80-83
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