机电一体化在生活中的应用范文

机电一体化在生活中的应用篇1

关键词：机电一体化；化工企业；应用

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.07.141

0 引言

在应用机电一体化技术的过程中，其通常需要采用多种不同的形式对其进行整体性的应用规划。但在实际的应用过程中，其依旧会面临诸多的应用问题。其整体的机电体系的构建还不够完善。所以，为了能够提升机电一体化技术的整体应用效率，需要不断完善其整体的体系，最终让机电一体化技术得到良好的应用。

1 机电一体化发展方向

1.1 机电一体化数字发展方向

在化工企业中，机电一体化技术的应用十分广泛，在化工企业的生产制造过程中有着不可或缺的作用。在机电一体化技术的实际应用过程中，会根据不同的用途而分离出不同的发展方向。其中，机电一体化数字方向，这是当前非常看好的一方向。机电一体化数字发展方向主要是在计算机网络的基础上，发展的一种机电一体化制造技术，这种技术在进行实际使用的过程中，主要通过计算机网络系统来进行相应的操作。随着现在科学技术的快速发展，计算机网络技术也应用到了各个领域，在机电一体化技术的应用中，我们非常明显地看到其所在的优势。在进行实际操作的过程中，可以在很大程度上简化机电一体化技术的操作，例如：数控机床的操作，之前的操作比较繁琐，但是在数字化操作的基础上，就可以使操作变得简单化、智能化，并且还能够提高其计算的准确性。

1.2 机电一体化智能化发展方向

随着现在网络技术快速发展，网络技术在机电一体化技术中也得到了非常充分而有效的应用。前面我们对机电一体化数字发展方向进行了一定的分析，而机电一体化智能化发展方向也是目前所要关注的重点，智能化发展方向也是当前机电一体化技术发展的重点方向，也是相关研究的主要方向。在当前计算机网络的环境下，可以通过相关的程序，来对机电一体化技术应用的基本操作进行智能化控制，例如：在进行数控机床操作的时候，可以通过相关的程序，直接设定做需要操作的步骤，可以实现无人化操作。另外，现在的智能化控制还将多个学科领域进行了有效的结合，可以实现高度的智能化。但是由于目前一些技术性欠缺的问题，这种高度智能化的控制技术，还没有得到非常广泛的应用，但是智能化发展方向却是机电一体化技术发展的主要方向。

1.3 机电一体化的模块化发展方向

在当前互联网的时代下，机电一体化技术得到了更进一步地发展，其中模块化发展的方向已经成为了机电一体化技术发展你的必经之路。从一个客观的角度对其进行分析，我们可以看到，机电一体化本身的发展前景十分广阔，而现在的市场资源也非常丰富，因而机电一体化技术在进行发展的过程中，可以将现有的资源进行充分应用，也可以说，机电一体化技术在进行实际发展的过程中，已经得到了十分充足的资源配置。而从市场需求的角度来进行分析，目前市场上化工企业的数量和种类都非常多，市场的竞争也非常激烈。而企业在进行生产发展的过程中，最为注重的一点就是最终实现的效益。因而在进行实际生产的过程中，一定要对关键技术进行严格控制，并尽可能地使之优化。并子进行相关质检的过程中，严格把好质量关。由此可见，在进行实际生产和发展的过程中，机电一体化技术模块化发展是十分有必要的。

2 机电一体化技术在化工企业中的应用

2.1 机电一体化的网络化发展应用

现在机电一体化技术已经离不开计算机技术的支持，而为了能够更进一步地实现机电一体化的操作控制，可以将之与网络技术进行充分结合，并实现更加方便而准确的操作。由此可见，机电一体化技术网络化发展已经成为了其必然的发展方向。从当前的社会发展来看，网络已经在人们的生活中，乃至于各个生产发展的企业中，都得到了非常充分地应用，也可以说，网络已经成为了人们日常生活一部分，例如：购物离不开网络、看电视已经离不开网络、通讯离不开网络等等，这些都可以充分展示出网络在人们日常生活中不可或缺的地位。所以说，从不论是从哪个角度来看，都需要对网络的实践应用进行充分考虑。

2.2 机电一体化的绿色发展应用

随着经济的发展，社会的不断进步，人们对生活的要求也越来越高，当前的社会生产更提倡绿色发展。由此可见，机电一体化绿色发展方向也将是社会发展的必然需求。但是现在大多数工业企业在进行生产的过程中，都会对环境造成严重地破坏，这些问题都会对人们的生活造成一定程度的影响，还会阻碍社会发展的脚步，所以说，实现发展的绿色化是不可或缺的。从生产发展的角度来进行相应的分析，机电一体化绿色发展主要有以下两个层面的含义，接下来，我们就来对其进行一定的分析：（1）生产的绿色化。这一含义主要是通过从生产的角度出发，在进行生产制造的过程中，对原材料、生产工艺、制造技术等进行严格地控制，从生产制造的过程中，来实现绿色工艺的生产制造；（2）制造的绿色化。从机电一体化技术本身应用的特性来看，其中所使用到的机器数量比较多，并且应用的范围比较广，而在进行实际生产运行的过程中，会对环境造成一定的印象，因此，在进行设备的选择时，应尽可能地结合绿色生产的需求来进行选择，以降低对环境的污染。

3 结语

机电一体化技术在化工企业中的应用十分重要。其能够让机电一体化的应用效率得到全面性的提升。在进行整体的应用过程中，其需要采用多种不同的方法让机电一体化技术得到整体性的应用。同时还要明确机电一体化技术的应用发展。最终让机电一体化技术得到全方位的应用。

参考文献：

[1]莫卓宁.论工程施工中的机电一体化[J].现代商贸工业，2011（17）.

[2]秦法富.机电一体化技术的发展趋势[J].河南科技，2011（02）.

[3]米军学.浅谈煤炭机电一体化技术在我国的应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2009（08）.

机电一体化在生活中的应用篇2

机电一体化作为未来机械工程领域的发展方向，必然要适应未来社会的发展方向，未来的社会将会向环保、智能、轻型、网络等方向发展，所以机电一体化技术不可避免的将会向着这些方向发展。

1绿色化

工业革命以后，机械领域的技术革新给人们带来了巨大的方便，对人们的生活、工作产生的深远的影响，但是，在给人们带来方便的同时，也带来了严重的环境污染和资源的浪费。于是，人们对环保型的设计、制造有着很高的呼声，符合绿色化的产品应当在适用时对环境的污染降到最低、对资源的利用提到最高，同时在报废后还能都回收利用。机电一体化的绿色产品要充分考虑到环保的特性，在设计之初就要将环保理念考虑进去，使设计的产品在使用过程中能够做到对资源的最大利用和对环境的最小危害。

2智能化

机电一体化的人工智能是在人工智能、计算机科学、心理学、运筹学等学科基础上发展起来的一种新的思想，可以模拟人的思维，对机械制造过程中遇到的问题，能够具有一定的判断能力和自我监控、维护能力，从而能够更好的控制机械系统。

3网络化

计算机技术普及后最主要的特征就是网络化的普及，网络技术的普及无形之中改变了人们的生活，给人们的生活带来了巨大的变革，同样也给机电一体化技术带来了前所未有的发展机会。如今网络已经走进千家万户，给人们的生活带来了许多方便，正在改变着人们的生活，基于网络的远程控制技术和监控技术在日常生活中随处可见，例如可以实现远程控制的无线传输设备就是一个杰出的例子。可以预想，在未来的家庭生活中，机电一体化的网络化产品将会走进大众生活，最新的研究成果可以实现将家里常用电器连接成一个网络，利用一台计算机（甚至是一部手机）作为控制中心，构成一个完整的家庭控制系统，然后可以远程控制家里的一切电气设备，从而使寻常百姓真正体验到科技发展带来的实惠。

4微型化

微机电系统（MEMS）是机电一体化科技含量极高的一个重要分支，泛指几何尺寸不超过1cm3的产品。机电一体化的微型化不仅仅是尺寸的缩小，同时会在结构设计、加工方法等方面带来前所未有的发展前景。微机电一体化具有体积小、动作灵活等优势，因此在许多对结构尺寸有特殊要求的行业有着广泛的应用，例如医学、航空、军事等领域都有着广泛的应用。

机电一体化在生活中的应用篇3

【关键词】电力系统自动化;应用;发展

那么电力系统自动化的定义究竟什么么呢，什么叫做电力系统自动化呢？电力系统自动化主要是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、经济、优质的电能。

由定义上可见电力系统自动化的发展与应用都离不开，安全安全、经济、优质等要求，在我们日常生活中电力系统自动化促进着经济的发展同时改变并提高着人们的生活质量，那么电力系统自动化都应用在那些方面呢，对我们的日常生活又有什么改变呢？

在我们的日常生活中，电力系统自动化应用有：火电：锅炉－汽轮机－发电机，水电：水库－水轮机－发电机等等应用。

那么究竟锅炉是如何利用电力系统自动化进行工作的呢，我们来详细介绍一下。以燃气锅炉为例。

(1)燃煤蒸汽锅炉工作原理

煤在锅炉炉膛燃烧，燃料的化学能转变为高温烟气的热能，通过传热，高温烟气的热能再转换为高温蒸汽的热能。

(2)主要部件

炉本体：炉膛、燃烧器、空气预热器、烟风道。

锅本体：省煤器、汽包、下降管、联箱、水冷壁、过热器、再热器等。

(3)主要辅机

给水设备：主要包括给水泵、给水操作台(主给水管路、给水旁路和电动调节门)等。

通风设备：主要包括送风机、引风机、风道和烟囱等。

输煤设备：主要包括卸煤机械和受卸装置、储煤场和煤场机械、给煤设备和皮带输送机、煤筛、电磁除铁器、碎煤机、木屑分离器、皮带称等。

除尘除渣设备：包括除尘器（常用的有电除尘器和袋式除尘器两种）；水力除渣的设备包括捞渣机、碎渣机、冲灰器、冲灰水泵、灰浆泵等。

锅炉附件：主要包括安全阀、水位计、吹灰器、热工仪表、自动控制装置及汽水管道上的阀门等。

由此可见电力系统自动化就在我们的身边并且影响着我们的生活，我们知道随着计技术的发展,不仅会推动电力系统监测的发展，也会推动电力系统控制向更高水平发展算机技术,控制技术及信息技术的发展,电力系统自动化面临着空前的变革。多媒体技术、速进入电力系统自动化领域，而信息。那么电力系统自动化在电力网络中有什么应用呢？

我们知道在现今时代，无论是富裕的发达国家，还是贫穷的发展中国家，谁都不能没有电。电气工业已成为一国现代化的重要指标。大型输电网络就像人体中的血管一样，将动力带至各个城市中的每个角落。保障电力供应是国家最重要的课题。电气工业只有不足二百年的历史，但紧随着电子技术的发展，现代文明对电力的依赖只会是有增无减。电力网络的英文全称是power network，是是电力系统中除发电设备和用电设备以外的部分。电力网络包括变电、输电、配电3个环节。它把分布在广阔地域内的发电厂和用电户连成一体，把集中生产的电能送到分散用电的千家万户。电力网络主要由电力线路、变电所和换流站(实现交流电和直流电相互变换的技术装置)组成。按功能可分为输电线路、区域电网、联络线和配电网络。联络线用于实现网络互联，可以合理调剂区域间的电能，提高供电可靠性和发电设备利用率，使电力系统运行的经济性、稳定性都得以改善。实现网络互联虽具有大的社会、经济效益，但它对电力系统的结构、控制措施、通信设施、运行调度等也提出了更高的要求。比如我们居民区的小区供电，正是应用了电力网络，利用了电力系统自动化才得以方便我们的生活。

那么什么是水轮发电机呢，究竟是如何应用电力系统自动化给我们的生活带来便捷呢？

水轮机按工作原理可分为冲击式水轮机和反击式水轮机两大类。冲击式水轮机的转轮受到水流的冲击而旋转，工作过程中水流的压力不变，主要是动能的转换；反击式水轮机的转轮在水中受到水流的反作用力而旋转，工作过程中水流的压力能和动能均有改变，但主要是压力能的转换。

冲击式水轮机按水流的流向可分为切击式(又称水斗式)和斜击式两类。斜击式水轮机的结构与水斗式水轮机基本相同，只是射流方向有一个倾角，只用于小型机组。

理论分析证明，当水斗节圆处的圆周速度约为射流速度的一半时，效率最高。这种水轮机在负荷发生变化时，转轮的进水速度方向不变，加之这类水轮机都用于高水头电站，水头变化相对较小，速度变化不大，因而效率受负荷变化的影响较小，效率曲线比较平缓，最高效率超过91％。

由此可见电力系统自动化无论是应用范围还是经济意义都是十分大的，那么为了其发展更加壮大顺利，我们来看下它的发展趋势。

(1)当今的电力系统自动化控制技术的总体化发展趋势

①在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。

②在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。

③在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。

④在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。

⑤在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。

(2)整个电力系统自动化的发展则趋向于:

①由开环监测向闭环控制发展。

②由高电压等级向低电压扩展。

③由单个元件向部分区域及全系统发展。

④由单一功能向多功能、一体化发展,例如变电站综合自动化的发展。

⑤装置性能向数字化、快速化、灵活化发展,例如继电保演变。

⑥追求的目标向最优化、协调化、智能化发展,例如励磁控制、潮流控制。

⑦由以提高运行的安全、经济、效率为完成向管理、服务的自动化扩展。

由此可见电力系统自动化不仅促进着科技的发展，推动着国民经济的进步，同时它的发展前景也十分乐观，在全民科技自动化的今天，其科学技术化的发展必然会带动科技的进步与经济的提升。

【参考文献】

［1］吴宝江,耿恒山,李志红,张华.基于PC的工业控制系统[J].工业控制计算机,2005,(08).

［2］姚刚，王钢.电力系统自动化设备的电磁兼容技术[J].天津大学电力系,控制系统,2011,(05).

［3］翁颖钧，朱仲英.地理信息系统技术在电力系统自动化中的应用[J].电力系统自动化,2003,(18).

机电一体化在生活中的应用篇4

[关键词]手机电影；群体文化；网页设计；交流平台

传统的电影创作主体相对单一化，伴随着创作工具的改变，创作主体呈现多元化的发展趋势。2004年12月1日，美国Zoie电影公司举办了首次全球手机电影节，在社会中引起了广泛影响。手机电影具有平民化、大众化与灵活性等特点。它让几乎任何人都可以随时随地拍摄、随意地制作电影，并通过通信网络及时传送和观看影片。此外，在近两年的戛纳电影节上就有很多手机电影亮相。手机电影已成为现代电影艺术和信息交流的重要发展平台。

2006年10月，中国首次手机电影节盛典在西安举行。通过互联网和手机平台，向社会公开征集时长在10分钟以内、不限题材类型的电影短片作品。这是一次更为广泛的面向大众群体的手机电影节。

然而，在西安首届手机电影盛典上，市民观看后认为手机电影虽然拍起来方便，但是看起来没有传统电影画面流畅；手机电影的情节粗糙，缺乏细节处理等。此外，传统的观影模式对于受众已根深蒂固，他们的使用习惯和社会传统观念都会对手机电影的收看和发展造成一定的影响。国内的手机电影处于起步阶段，需要进一步完善和改进。

下文将探讨用群体文化的方法来研究手机电影。通过对相应群体的调查，解决手机电影内容上的问题，扩大受众群体，完善创作和交流平台。

群体文化学的基本研究方法

群体文化学有四种研究方法。其中，“实地调查法”和“全貌调查法”是人类学和社会学研究中的数据采集方法；“比较分析法”和“概念分析法”是进行数据分析、撰写报告的方法。①

本文主要采取观察法和问卷调查法进行设计的调查研究方法，以POEMS框架进行网络问卷调查，用群体文化学的方法对手机电影进行研究。

记录用户材料的工具——POEMS框架。它能帮助调研者用五个类别的词组清单将大量的用户反映加以标签分类：people（人物）、objects（物品）、environments（环境）、messages（信息）和services（相关服务）。比如要研究人们使用手机的情况，其中一组数据可以被描述成“上班一族”“Iphone”“地铁”“微信”“互联网”等。如果一个词不能很好地反映全部状况，则可以用多个词组来描述。这样的描述可直观简练地概括出被试者对手机使用的倾向和文化价值观。

根据POEMS框架，问卷可从人、物品、环境、信息、服务五个角度发散出题，经头脑风暴反馈后，决定以人物属性、生活兴趣、所用电子产品、对手机电影的认知度、日常生活当中的手机电影需求为关键点，相应出题。

（一）问卷调查实施与统计分析

本次共随机发放用户调查问卷100份。

1.对答题者性别、年龄、学历、所在地、拥有的电子产品进行分析。回填人群中女性占60%，男性占40%，女性略多

（1）您的年龄：

由年龄统计调查可知，回填人群集中在18～28岁，占总调查人数的80%，属于青春期的范畴，细分18～23岁的年轻人大多数是学生、新踏入社会的工作者等；而24～28岁的年轻人则大多是有一些社会经验，独立生活，社交广泛等的群体。这个年龄段是由孩子成熟长成大人的转变期，因此人物性格丰富、角色多样、生活方式也颇具特色，是手机电影的主要受众群体。

（2）您的最高学历？您目前生活在哪里？

.由学历统计和现居地统计可知，回填人群83%的人学历在本科水平以上，90%的人生活在大中型城市。可见此次调查反映的是有一定的学历背景、生活在信息高度化发展的城市年轻人数据，这正是手机电影受众群体的典型共性。.

（3）您目前拥有下列哪些产品？

这些年轻人中几乎人人拥有手机，数码相机与笔记本电脑也相对较多，说明这类人群的信息化程度较高，另外对于便携式电子产品的需求很强烈，这为手机电影的发展奠定了基础。

调查群体特征属性分析小结如下：他们是生活在信息化程度高的大中型城市的年轻群体，拥有良好的学识和高等教育背景，能紧跟潮流的步伐，容易接受新事物，对产品的操控能力强，对移动便携产品的需求很强烈。

2.都市年轻群体对于手机电影的分析

（1）您对手机电影的了解如何？

从调查反馈可知，一是“手机电影”有一定的知名度，只有30%的人从来没听说过，受众范围很广，对于手机电影的推行很有利；二是真正涉及手机电影拍摄的人很少，只有8%，有很大的发展空间。

（2）您是从什么途径了解“手机电影”的？

高达48%的人从网上得知“手机电影”一词，证明手机电影主要依靠网络媒介传播。设计手机电影节的时候应该充分利用网络传播和参与者的评价这两点。

（3）您会对哪类题材的手机电影感兴趣？

调查得知都市年轻群体倾向的电影类型以剧情类、喜剧类、纪实类为主，说明他们喜欢用手机这种工具来记录身边发生的事情，善于发掘剧情、喜剧、纪实这类题材，而这也正是以后手机电影发展的趋势。

3.典型手机电影场景分析

通过对之前的调查群体进行进一步的采访，询问他们会进行手机电影拍摄的场景，列举如下：

例1：年龄：24 性别：男 学历：本科 职业：日企职员 兴趣爱好：桌游、骑车兜风

我喜欢骑车兜风的感觉，旅途上发生的事情往往是平时生活当中不会遇到的，我会把它们记录下来，携带DV不怎么方便，手机是我的记录工具，如能伴有相应的应用程序与朋友们分享就更好了。如果让我用手机拍摄电影的话，公路电影是我的首选。

例2：年龄：21 性别：男 学历：本科 职业：学生 兴趣爱好：足球

.大学生一枚，足球队队长，现在手机功能强大了，可以来拍视频。赢了球大家都很开心，会捉弄捉弄某人，聚餐的时候，相互开开玩笑，让我拍的话，拍点搞笑题材的好了。.

例3：年龄：26 性别：女 学历：本科 职业：银行职员 兴趣爱好：上网、读书、日剧

我喜欢平平淡淡的生活，平时爱逛网，上微博，手机的主要功能是用来记录生活琐事，让我拍的话，也只是会拍些身边的事情，当做日记来用。

手机电影节的设计改良

从前面的群体调研来看，很多人是从网络这个渠道了解到手机电影的，我们可以使用这个媒体渠道来进行手机电影节的设计展开。鉴于前段时期刚刚落幕的上海国际电影节，可以对它里面的手机电影节的环节进行改良设计。

从手机电影节官方网站的图片来看，我们不难发现它提供给我们的仅仅是一些手机电影节的信息和报名的具体流程，显得很“官方”，缺少了一些互动的环节，人们提不起参加的兴趣，甚至连观看的兴趣都没有。

（一）手机电影节的组成系统

手机电影节的系统主要由“目标用户”“服务提供”“技术支持”三方组成，其中目标用户由参赛者与参与讨论者组成，这两者都要通过网站填写相应的个人信息来注册，一是为了族群分类，二是为了方便监督管理，主办方通过管理核实向这两者开放相关服务。服务提供包括影迷互评平台与手机电影节官方评价系统，它们中许多具体环节我们将在下面的功能模块一节中介绍。最后一个网站的运营还需要一些技术方面的支持，鉴于手机电影节这个特殊的媒体形式，不仅需要网站的维护，还要移动通讯公司的技术支持，另外在手机上添加电影节的APP应用后，还需要APP运营商的帮助。除了这三个系统外，还会有广告商的介入，影迷应该会反感在网页上植入广告的做法，可以在影院或公交站台通过广告海报的形式实现。

（二）手机电影节的功能模块

1.APP应用模块

在网页上发放手机用户的APP应用程序，基于iphone和android两大主流系统，用户在拍完视频后可以通过应用程序上传到电影节的主页上（和通过网页上传一样，这些视频都要通过网站人员的审核），这样的程序增加了手机用户参与的积极性，随时随地可以参与进来。

2.官方评价模块

可以借鉴迷影网的评分模式，它里面有一些影评人对于今年上海国际电影节金爵奖而做的一个评分系统，谁优谁劣一目了然，点开后还有相关电影的影评，比如点开仁直对于《蛹》这部电影的评分“9”之后就会跳出相应的评论。可考虑将影评人改为评委，以一种公开的方式向大众呈现榜单的变化，吸引更多感兴趣的人。

3.影迷互评讨论模块

题材匮乏往往是妨碍大众参与到手机电影制作中的一个重要原因，与其一个人不知所措，倒不如集思广益，在网页上加入一个参与剧本讨论的功能模块，以讨论室的形式呈现，每个房间限制一定的人数。在OmniGraffle这个软件中，有很多关于集体讨论的思维导图，可以将讨论室做成一个黑板的形式。通过点击黑板的空白处来添加主题，这些主题可以是一些零零散散的想法，通过一定的逻辑关系将它们串联起来，并配以附注，一个原创剧本的形成就这样诞生了，然后分工拍摄。在参与讨论的过程中就扩大了手机电影节的影响力。

4.电影类型分类观看模块

上传后的视频经过审核后以各种类型进行分类，点开后就可以看到相应类型的电影，方便观看，一目了然，用户可根据自己的喜好选择想看的电影进行观看并评论。

5.生活情景重现模块

基于前面的群体调研来看，手机电影最大的发展前景是用来反映生活，不妨设立一个展现个人一天生活场景的模块，只需将每天的生活片段拍下来，然后把图片直接拖进到这个模块里就行了，这个模块有修改图片的功能，调节大小、色彩等，调节出自己想要呈现的排列方式。这种与网友交互的体验形式会很有趣。

值得注意的是只有注册后才能使用网页的相关服务，注册时采取实名制，一是为了方便颁布奖项，二是为了有效地监督管理（为了保护隐私，姓名不会显示出来，用户名可自定义）。

本文使用群体文化的研究方法对手机电影进行研究，归纳出手机电影主要适用的群体，通过归纳出的结论对手机电影节进行改良设计，完善其组成系统与功能模块，提出未来发展的方向。

注释：

① 赵彭：《基于群体文化学方法的都市“拼客”拼车服务设计研究》，江南大学，2011年。

[参考文献]

[1] 赵彭.基于群体文化学方法的都市“拼客”拼车服务设计研究[D].无锡：江南大学，2011.

[2] 姜琳琳.浅析手机电影的诞生和发展空间[D].成都：四川大学，2007.

[3] 王松.认同的空间：青年亚文化视野下的手机电影[D].合肥：安徽大学，2011.

[4] 艾略特·阿伦森.社会性动物[M].上海：华东师范大学出版社，2007.

机电一体化在生活中的应用篇5

[关键词] 有机化学；共价键；电子行为；教学

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634（2013）05-0068-05

有机化学是各化学化工专业重要的专业基础课，其特点是具有庞大丰富的知识体系，不但基本反应类型下的化学反应众多，而且特定条件下的反应（如人名反应、重排反应等）也复杂多样。同时，新反应、新技术和新方法在不断涌现，理论性强，反应机理抽象，学习起来有一定的困难。当前的有机化学教学通常停留在目前能解释很多问题的电子效应、官能团化学性质的极性分析或化学键相关理论等的某一个方面上。也即在实际的有机知识教学中往往会根据“题目”需要而侧重某一概念原理的应用，且往往是哪个好用用哪个，甚至有时会忽视了各概念原理的知识背景和使用条件从而造成对某一问题的不同解释，结果使学习者产生困惑，特别是随着对有机内容的深入理解和应用，学习者常会碰到这样的情形。由此看来，目前的有机化学教学中以解题等为目的的一些做法说明学习者对有机化学知识还没能实现完全意义上有基础、有脉络的系统化构建。随着有机化学日益发展和社会对功能各异的有机产品的需求日渐增多，有机化学在现代化学中的地位日渐突出，应用领域不断拓宽[1]。因此，在有机化学的教学中，需要根据有机化学发展的内在逻辑来理清基础、区分知识主干和分支，并在此基础上凝练成因人而异的学习方法。

从对有机化学发展的内在结构逻辑及其化学键的量子观来看，有机物中的电子行为是理解有机化学的本质，对有机化学知识体系的建构能起到核心作用，这并不仅仅局限于常说的电子效应。1897年汤姆逊发现电子后，随着电子云式原子结构模型、元素的化学性质及其核外电子的排布等有关内容的相继提出[2]，化学键的电子行为本质也逐渐被揭示。在这里，电子行为是指电子本身实物粒子的波粒二象性和与其相关的作用物（核和电子）相互作用而成的具有规则的能量轨道。电子行为在有机上的应用创始人为罗宾逊，从有机物中的电子行为出发能本质地解释有机化合物的结构和性质，从而能系统深入地把握有机化学知识体系。

1 有机化学中的共价键理论

有机分子是原子与原子之间通过化学键键合而成的，常见有机分子中的化学键主要是原子间共用若干电子对形成的共价键。如同广义的酸碱理论从电子角度描述概念本质（能接受电子对的物质是酸，能给出电子对的物质是碱）一样，从电子的角度可以把握共价键的本质及其在不同分子环境中所表现的性质。原子是原子核和核外价电子构成的，元素价电子的行为基本决定了该元素的化学性质，表现为分子中原子的成键电子在不同分子间或在同一分子的不同部位有规律的转移引起了化学反应。从1916年路易斯提出共价键开始，为了能够深入地认识化学键和解释由其决定的分子结构而引起的性质问题，科学家们围绕成键电子的电子行为采用了不同的处理方法，进而提出了共价键理论，包括价键理论（以及现代定域的杂化轨道理论和离域的共振论）、分子轨道理论和前线轨道理论等[3-5]，这些理论的研究对象均是成键的电子，不同的是处理电子行为所采用的方法和解决问题的角度有所差异（如表1）。因此，为了系统把握有机物的结构和性质，对共价键理论所涉及的电子行为的理解是其基础。

对共价键相关理论的发展分析有助于全面认识共价键及其电子行为的共性。

对氢气分子化学键的量子认识是现代价键理论的生长点，价键理论认为成键电子对在核间出现的几率最大处运动而构成轨道，此属于电子定域说。而一定数量的轨道在空间上具有趋向性，因此，一个原子与周围原子通过共用电子对形成共价键有一定的角度，这意味着原子或原子团通过共价键键合而成的分子具有立体结构。

在此基础上，1931年鲍林（Pauling）为了认识甲烷分子结构和理解其成键过程，提出了杂化轨道理论。杂化过程是若干类型不同而能量相近的原子轨道混合后再重新组合成相同数量新轨道的过程，随着杂化过程的进行，电子也重新规律性地在轨道上进行排布。该理论在分析成键过程中引入了动态分析方法，指出了成键的过程，不过这种动态分析属于状态分析而没能进行连续化描述。该理论使鲍林获得了1954年诺贝尔化学奖。另外，对于多原子的共轭体系，鲍林对价键理论作了补充，于1933年发展成了共振论。鲍林用该理论表达实际分子结构时可能需要用到两个以上的经典结构来构成，即共振杂化体。可以看出，共振论以分子整体来分析电子的成键行为，这是电子的离域说法。当然，共振论有其自身的随意性。

其间，获得1966年诺贝尔化学奖的马力肯（Mulliken）于1932年提出了分子轨道的概念，并发展为分子轨道理论。分子轨道理论也是从分子的整体出发去研究分子中成键电子行为的，认为形成化学键的电子是在整个分子中运动的。该理论认为化学键是原子轨道重叠产生的，任何数目的原子轨道重叠都可以形成同样数目的分子轨道，原子轨道组成分子轨道时，必须符合对称性匹配、原子轨道重叠部分要最大和能量相近三个原则。分子轨道理论在价键理论的基础上引入了系统分析方法，把包括共轭体系在内的分子中的电子行为进行了整体处理，在一定意义上发展了价键理论。但价键理论和分子轨道理论在处理对应一定能级轨道中的电子行为来解释化学键时所用的量子方法是一致的。

此后，霍夫曼（Hoffmann）等在有机合成尤其是维生素B12的合成中发现了分子轨道的对称性对反应难易和产物的构型起着决定作用，以此提出了分子轨道对称守恒原理。20世纪50年代，福井谦一（Fukui Kenichi）提出的“前线轨道”理论发展了分子轨道理论，突出了对轨道的认知。霍夫曼和福井谦一因此共享了1981年的诺贝尔化学奖。前线轨道理论认为分子性质主要由分子中的最高已占分子轨道（HOMO）和最低未占分子轨道（LUMO）决定，即前线轨道。如图1所示的A和B发生反应，两分子的HOMO中的电子分别流向对方的未占LUMO，从而引起化学反应。反应条件是参与反应的HOMO与LUMO的能量比较接近，对称性匹配。

前线轨道理论描述了所处特定轨道上的电子因电子转移而成键及其所表现出的性质。而1992年诺贝尔化学奖获得者马克斯（Marcus）提出了电子转移模型，指出了电子转移的影响因素，认为电子转移反应速度取决于电子给体与受体间的距离、反应自由能的变化以及周围溶剂重组能的大小[6]。从中可看出，电子和轨道是紧密相伴的两个概念，电子必然在轨道中运行，而轨道是电子运行形成的轨道。这些理论是对电子行为特别是价电子成键行为不同角度的认知，体现了认识从定性到定量、由静态到动态、由局部到系统整体的逐步深入过程，同时这些理论仍在发展完善中。

在有机化学中，电子效应可以认为是共价键理论的延伸。对于含有多个共价键的“基团”电性（吸电子和供电子）往往是其中的各共价键电子行为的综合表现结果。在分子内，这样的基团就是局部的整体，如同计算机程序中的“模块”，这种基团“模块”对外相比较所表现的电性就是常说的电子效应（如图2），包括诱导效应、共轭效应、超共轭效应和立体电子效应以及场效应等。然而对这些效应的理解离不开以成键电子的电子行为为基础的知识，因为有时会涉及影响电子行为的原子核，如由原子核所致的电负性差而引起的诱导效应等。而基团表现出的电性则是该基团内各化学键综合表现出的与相连原子或基团对共用电子的束缚能力的比较，束缚能力强则表现为吸电子基团，反之为供电子基团。如甲基的电性存在着争论，一般认为它是供电子基团，但不能认为在任何分子中甲基都是供电子基团，否则会对问题的解释出现偏差甚至错误。甲基究竟表现出的是供电性还是吸电性取决于它所处的化学环境中具有一定趋向的三个碳氢键综合所表现的对共用电子束缚能力的强弱，如当甲基与 杂化的饱和碳原子连接时，它就吸引邻近碳原子上的成键电子而表现为吸电性，是吸电子基团；当甲基与 或 杂化的不饱和碳原子连接时，它的各成键电子会受到不饱和碳原子的吸引而表现为供电性，是供电子基团。而共轭效应、超共轭效应是化学键各电子对离域的结果；立体电子效应和场效应是电子行为在空间上的物理表现。因此，可以明晰共价键理论、电子效应和成键电子行为三者间的关系：共价键理论和基团的电子效应如同数学中的定理和推论，而作为定理和推论的基本概念之一就是共价键的电子行为。

对共价键理论的梳理，为更好地理解和应用有机化学知识提供了基础；对共价键的电子行为本质的概括，为进一步在结构性质关系中建构有机化学的知识系统脉络提供了前提。在有机化学教学中灵活把握这个基础和前提是共价键理论应用的核心。

2 共价键理论在有机化学教学中的应用

有机化学的核心内容是研究有机化合物的结构、性质和用途。有机化合物结构是有机化学知识体系的基础，而对结构的掌握离不开对构成共价键的电子行为的理解。共价键的电子行为能够帮助人们把握有机化合物属性（键长、键角和键能以及分子极性等）、分子结构和预测反应性质。卤代烃的亲核取代反应是有机化学的重要内容，如果在教学中仅停留在卤代烃类化合物上，那么就没有真正把握住亲核取代反应实质。如对醇与三氯化磷反应的理解，如果不能分析底物和试剂中的反应点的电子偏向和轨道能级许可，就很难明白这个反应经过了两次亲核取代过程，即醇氧上的孤对电子亲磷核取代溴原子，而后溴原子再亲与氧相邻的碳核发生二次亲核取代得到溴化物产物（如图3）。

该例的启示是，在有机化学教学中需要正确把握有机化学知识实质，认清共价键电子行为（这里是孤对电子和空轨道）在构建有机知识体系中的基础作用。同时，共价键电子行为也是理解有机物结构和性质关系的逻辑起点。在此认知下才能引领有机化学全局，为学习者探寻符合有机知识逻辑的多样化的学习方法。关于共价键理论在有机化学中的应用已有了分类详细的论述[7-9]，但缺乏逻辑系统性。能更好地从电子行为说明问题的例子是反应类型的分类，根据共价键断键过程中成键电子去向把有机反应分为均裂与异裂，分别对应于离子型反应和自由基型反应，而电子在离域过程中同时形成新键的反应为协同反应，典型的例子就是Diels-Alder反应，这可以说是与共价键电子相关的有机基元反应分类。在教学中，学习者将基元反应类型所涉及的概念和原理吃透，具体到各种官能团的反应时就很容易掌握要点并能在理解的基础上合理的拓宽。如有机化学中涉及 %Z-H反应的化合物很多，教材中有 %[-二羰基化合物的 %Z-H去除后形成的碳负离子参与的各类缩合反应，教学中如果能理解基于电子行为的结构上的缘由，那么2，4-二硝基甲苯在碱性条件下与卤代烃的反应就不难写出亲核取代反应的产物（如图4）。

另外，共振论可以解释偶极矩分子的极性、化学键的键长、分子的稳定性、酸碱性的讨论、芳环取代定位效应、反应活性和反应的条件的选择以及两面亲核体多重反应性的分析等[10]。对于有机化学的芳香族化合物，确定各个原子或原子团在亲电或亲核取代反应中的相对活性是一个必须要弄清的问题，并且已经提出了如电荷密度分布、定域能方法等理论指标。而前线轨道理论认为，最高已占分子轨道上的电子在各个原子上有一定的电荷密度分布，这个分布的大小次序决定了亲电试剂进攻各个原子位置的相对难易程度，即亲电反应最易发生在HOMO最大电荷密度的原子上；与此类似，亲核反应在各个原子上发生的相对次序由LUMO的电荷密度分布决定，亲核试剂最易进攻LUMO电荷密度最大的原子，这用常规的电子效应是无法理解的。如萘的亲电和亲核以及自由基取代反应都发生在 %Z 位，用前线轨道理论解释为反应都在前轨道系数最大的位置发生反应，计算表明萘的 %Z 位的前线轨道系数为0.425，而 %[ 位的前线轨道系数为0.263，%Z 位的明显要高，故反应在 %Z 位。

从上面的讨论中可以看出，应用共价键电子行为理解有机物结构决定的性质，有利于揭示化学反应的本质特征，使众多的有机反应分类归一化，也有利于加强知识点的联系，使知识系统化。电子效应也可以解释和预测一些有机反应的主要产物，判断酸碱性强弱，比较活性大小，解释苯环的亲电取代定位规律和判断有机反应速度以及确定反应条件等。电子效应是解释分子稳定性、反应活性和选择性的重要理论，有供电子和吸电子之分、有动态静态之别，对化学反应的作用集中在降低活化能、增加反应活性和提高反应速度，使产物分子能量降低的效应有利于该分子的生成和稳定。关于这些效应一般教科书或教学参考期刊杂志上都有完整的总结和应用实例[11-14]。但有机化合物中的共价键的电子行为能从本质上解释和理解有机化合物的性质和规律。关于酯的水解活性比较，如果用电子效应解释过渡态的稳定性来判断活性大小，那么得到的结果正好相反，原因是没有理解该动力学过程，反应过渡态的电子越集中、越活跃，则越有利于动力学过程，同时离去基团上吸电子基团的存在有助于反应向正向进行（如图5）。

以上概述了共价键理论、电子效应和共价键电子行为对有机化学知识的理解和应用，有益于指导有机教学内容体系的安排。对于庞杂的有机化学知识，对共价键的电子行为基础的正确把握有助于形成有机知识体系，对每一类有机化合物从电子成键决定的分子结构特点讲起，让学习者首先搞清分子中各共价键的电子行为特征，在成键基础上分析分子结构特点，从而预测其可能具有的物理、化学性质，进而讨论其可能的应用。这样的话，学习者容易认识有机知识脉络并能相应地建构适合自己的有机化学知识体系和学习方法，并在应用知识时可以在建立的知识体系中找到相应的切入点。而教学中的重难点就可以根据专业和学生层次的不同进行灵活地把握，在明晰教学“共价键电子行为-结构-性质-应用”思路的情况下，根据需要对教材内容进行有选择的取舍和补充。同时，在此基础上还能根据学生的知识结构和学生特点创造性地设计教学，提高教学质量。另一方面，学生如果能够以共价键的电子行为作为学习有机知识的出发点，学习中分清了知识的基础和主次，那么就更容易掌握有机知识系统。在掌握了适合自己的方法后对每章内容进行有效归纳总结，就能轻松的自学后续的内容，进而提高自学能力。这样也可以减轻有机课程教学的课堂负担，使教师能够有更多的时间去完善教学内容，提升教学档次。比如，教师可以引入前沿话题，拓宽知识面；选讲现实话题，贴近生活应用；提供实践机会，使之反哺教学；采用化学史的案例教学，完善学生专业素养；增加课堂互动频率，促进学生交流思考，延展思维的发散力等等。如果学生的兴趣被引发则能够主动拓宽知识面，包括参与相关老师的科研课题、钻研知识的实践应用等，从而能够培养学生的研究精神。这样的教学有助于开放式教学，事半功倍，教学相长，可以实现知识增长和能力提升的并驾齐驱。因此，创设这样的有机化学教学情景，能够有效实现学生的主体性和教师的主导性的分工，这对轻松的“教”与有效的“学”是十分有意义的。

参考文献

[1]杜灿屏，刘鲁生，张恒.21世纪有机化学发展战略[M].北京：化学工业出版社，2002.

[2]赵匡华.化学通史[M].北京：高等教育出版社，1990.

[3]杨承印.化学键理论的发展概述[J].化学教学，1997，（7）：11-13.

[4]向义和.化学键的理论是怎样被揭示的[J].自然科学史，2008，31（1）：47-54.

[5]杨锋，罗明道，屈松.化学键理论的回顾和展望[J].湖北民族学院学报（自然科学版），1996，14（2）：92-94.

[6]张宝文，佟振合，吴世廉.电子转移过程的理论[J].大学化学， 1993，8（3）：1-3.

[7]赵华明.分子轨道法在有机化学中的应用[J].化学通报，1965，（3）：16-25.

[8]付彩霞，高宗华，魏光成，等.杂化轨道理论在有机化学教学中的应用[J].数理医药学杂志，2008，21（4）：497-499.

[9]刘衍贞.前线轨道理论在化学中的应用[J].潍坊学院学报，2002，2（2）：42-44.

[10]戚月明.共振论在基础有机教学中的应用[J].渤海学刊，1990，（4）：42-46.

[11]刘洋，林友文.有机化学中电子效应应用的教学思考[J].化工高等教育，2012，（1）：105-108.

[12]丁萍，缪建.浅谈电子效应在有机化学中的应用[J].化学教学，2011，（5）：52-55.

[13]苏泉.电子效应在有机反应中的应用[J].教学仪器与实验， 2000，16（12）： 9-12.

机电一体化在生活中的应用篇6

1.1计算机控制理论的形成与技术的发展。

计算机控制理论的发展主要是将采样理论、差分方程、变换理论、状态空间理论和系统辨识自适应控制等理论综合应用到控制技术中，使计算机控制系统有了初步发展。对于结构复杂、时变的非线性系统，控制系统则融入了鲁棒控制、模糊控制、预测控制等多种新型理论，逐步形成了工业过程控制系统的一个新方向。自世界第一台电子计算机问世后，计算机首先被用来自动检测化工生产过程的过程参量并进行相关的数据处理，同时也研究了计算机的开环控制。到二十世纪六十年代，出现了用于过程控制的计算机，实现了直接数字控制。后经集中式计算机控制系统发展到现在的以微处理器为核心的分层式控制系统控制，通过计算机对生产过程进行集中监视、操作和管理控制等。伴随着计算机处理器等技术的发展，计算机控制技术也随之发生相应的变革，最终应用到工业生产中并对其产生巨大影响。

1.2机械和电子控制技术的发展和现状。

最初采用基地式仪表控制压力温度等在一恒定范围内，初步有了对工业生产的机械控制实践。随着电子技术的迅速发展和计算机控制系统的出现，直接实现了工业生产中各参量和过程的数字控制。计算机的微型化使控制技术更加智能化，同时将机械、电子、计算机技术和控制技术有机结合的机电一体化技术也得到迅猛发展，且越来越被广泛的应用到各生产领域。目前主要形成并应用的机电控制技术主要有PID控制，PID是经典控制理论的代表，它吸收了智能控制思想并利用计算机的优势，形成了自适应PID和非线性PID等更利于控制的变种PID控制器。另外还有模糊控制（FLC）、变结构控制等，均随着计算机领域的发展在不断地拓宽。

2机电一体化的发展及在工业上的广泛应用

2.1机电一体化的简介和生产应用。

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及计算机软件系统集合起来所构成的系统总称，综合运用机械技术、微电子技术、计算机技术、电力电子技术等对各生产领域的控制过程进行监督操作。它主要应用领域有数控机床，通过相应的数控技术，在工业操作上结构、功能、操作精度上都有明显的提高。采用多CPU和多主线的体系结构，丰富了数控功能，也提高了生产效率。柔性制造系统的应用是计算机技术和制造系统在机电控制工业的应用，是计算机化的制造系统。它主要由计算机、数控机床、自动化仓库等组成。在工业上，它可以随机地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，更适用于多品种，小批量等的离散零件的批量生产。交流传动技术的发展也是随着电子技术和计算机技术的发展在工业上有了重要的应用，尤其是在钢铁工业中，使复杂的矢量控制技术得以实现，无论是大容量电机还是小容量电机现均可使同步电机或者异步电机实现可逆滑调速。也使交流传动系统在轧钢生产中得到广泛的应用。可编程控制器（PLC）是集计算机技术和自动控制化技术于一体的新型控制系统。这一系统解决了工业控制系统中大量开关控制的问题，逐渐取代了耗能多、故障率高的继电器控制系统。随着PLC技术的进步，其应用领域更是不断扩大，可采集存储数据，还可对控制系统进行监控。PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。这种过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。此外，随着工厂网络自动化的发展，PLC可实现通信及联网功能，更有助于工业生产的控制过程的监控。如今，PLC技术已经被广泛应用于冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保以及文化娱乐等各行各业。

2.2计算机在机械和电子控制产业的应用实例。

PLC实现了机械手移动工件的控制过程。随着世界经济和技术的发展，人类活动的范围不断扩大，机器人的应用正迅速向社会生产和生活的各个领域扩展，并从制造领域转向非制造领域，各种各样的机器人产品随之出现。随着机器人的生产和大量应用，很多领域，许多单一、重复的机械工作由机器人（也称机械手）来完成。工业机器人是一种能进行自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作机，广泛采用工业机器人，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本有重要意义。与计算机及网络技术相结合应用的工业机器人的广泛使用正在日益改变着人类的生产和生活方式。农业方面，机械作业过程中驾驶室内的仪表盘正迅速由电子监视仪表取代并逐步由单一参数显示方式向智能化信息显示终端过渡，以此来改善人机交互界面。这种智能化显示终端又被称为虚拟化仪器显示终端（VirtualDisplayTerminal），它代表了当代仪器与控制装置发展的主流方向。它可通过屏幕任意选择显示机组中不同部分的终端信息，在屏幕上按操作者的需求，调用数据库信息，显示数据、图形、语音等多媒体信息。另外，还可以将数据信息动态存入类似信用卡尺寸大小的高密度智能化数据存储卡，将农业作业过程的数据信息通过智能卡带回办公室，由计算机应用高级软件进行处理。也可以将管理者的决策和操作指令通过智能卡传送到拖拉机上的智能控制终端，实现自动控制农机的操作。PLC在自动售货机中的应用。自动售货机通过顾客选择商品开关，投入的硬币值由PLC驱动数码管显示，经过光传感器识别，通过判断，进行下一步操作，经过PLC的系统控制和信号输出完成售卖过程。计算机技术和机电自动控制在自动售货机中的这项应用极大方便了人们的生活，也使PLC的应用更加广泛。交通信号灯系统也是微机软件应用到电子控制系统中的典型实例。通过主要应用PLC技术控制十字路口的信号灯动作。准确无误的完成信号灯的变灯动作来控制时间，这项应用更是极大方便了人们日常生活工作的出行。电脑横机中计算机技术的应用给机械编织行业带来了巨大的变革。现在的电脑横机是一种涉及到计算机、机械、电子、控制等诸多领域的复杂系统。电脑横机的编织是一个极其复杂的过程，最初的横机是手动横机，只能胜任比较简单的编织过程。随着计算机技术应用到电脑横机中，通过电脑的自动控制，设计人员可对编织花型进行数字化设计，通过计算机数字直接控制机械的退圈、垫沙、脱圈、弯沙等相应的机械编织动作，由计算机指令控制系统完成整个设计的编织，极大地提高了工业生产效率。与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，以机械技术、微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术是机械工业发展的必然趋势。

3结论

在机械生产领域，电子技术和计算机技术的融入发展，机电一体化的形成是机械工业中的重要变革。通过不断发展的计算机技术，使机电一体化相关的技术在诸多领域中得到了广泛的应用。

机电一体化在生活中的应用篇7

关键词：电磁感应；生活；运用

引言

如今社会对电的依赖程度越来越高，没有电似乎社会将无法运转。而电的起源还要从电磁感应现象说起，正是由于电磁感应现象被发现，人类才开始了电与磁之间的相互转化实验，继而逐渐研究和开发和电相关的应用。在当今时代，电磁感应的相关应用遍布在生活的每一个角落，电磁感应在生活中的应用随着科技的进步得到迅速普及，为人类社会的生活带来极大的方便。

一、电磁感应在电器中的运用

（一）、娱乐电器电磁感应的运用

随着科技的进步，人类对精神享受的追求不断提高，对乐器的要求也在逐渐提高。乐器由传统的鼓类、号角类以及拨弦类等品种经过长时间的发展，目前其种类数不胜数，但是在众多乐器中电吉他有其独特的魅力，运用了电磁感应这一原理。电吉他是在现代科学技术下新产生的一种乐器，外到形，内到音，都与传统吉他有着天壤之别。传统吉他的发声借助箱体震动来进行，而电吉他在原理方面有些不同。电吉他也是一种拨弦乐器，其琴身由实体木头构成，并装有线圈。将线圈和木质结构统一起来叫做拾音器，拾音器的主要功能就是当吉他弦发生震动时，切割到拾音器的磁感线，随着磁感线被切割，产生了不同频率的电流。电流通过电子音响时就得到了还原，发出的声音就是电吉他的声音[1]。

（二）、厨房电器电磁感应的运用

提到厨房，就会想到油盐酱醋，当然还有锅。近几十年厨房也发生了很多变化，传统的煤气罐似乎已经淡出了家庭厨房的视线，天然气走进了千家万户。但是与此同时，有一种厨房电器也走进了很多家庭的厨房，那就是电磁炉。电磁炉又叫做电磁灶，第一台电磁炉在1957年诞生于德国，直至20世纪80年代开始在日本和欧美地区大量销售[2]。电磁炉的原理利用了电磁感应现象，在其内部有线圈，当交变电流通过内部线圈时，会产生交变的磁场。在交变磁场中的导体会有涡旋电流产生，涡旋电流的焦耳效应会使导体升温发热，从而实现电磁炉加热。应用了电磁感应的电磁炉对热量的利用更加高校，从而实现节能的目标。在安全方面，取缔了明火作业，炉面也不会发热，既不会烧伤也不会烫伤，同时做到了节能环保、安全健康。

（三）、电力设备电磁感应的运用

电力设备是保障供电的基础，变压器作为供电设备的一员，也利用了电磁感应现象。变压器是一种可以改变电压的装置，主要由初级线圈、次级线圈以及铁芯组成。交流电的大小和方向随时改变，当将交流电通在初级线圈上时，铁芯中自然会产生不断变化的磁场。磁场在通过初级线圈时产生了感应电流。初级线圈和次级线圈的不同点在于线圈的匝数不同，所以产生的感应电压也不同。发电机产生的电由变压器升高，然后进行传送，到了用户一端，则利用变压器降低为220V正常电压。电力传输过程中，变压器的利用，给电力传输和电压变换带来了极大地方便。

（四）、家庭小电器电磁感应的运用

环保型手电在很多家庭中都能够看见，也是很常见的家庭电器，他的工作原理利用了电磁感应原现象。在日常生活中利用这种手电代替传统手电很有必要，传统手电的电池在使用过后得不到很好的回收，会对环境造成巨大的污染。而利用环保手电不需要考虑污染问题，同时还能节约资金。动圈式话筒在生活中很常见，工作原理依然离不开电磁感应现象。生源进入到话筒中后，使话筒中的金属膜片发生震动，这是有一个线圈，是和膜片相连接的，和膜片同时震动。线圈所处的位置是在永久磁铁的磁隼铮所以这时会产生感应电流，电信号经过扩音器后传播到扬声器一端，声音由此被放大。

二、电磁感应在发电机中的应用

（一）、汽轮发电机电磁感应的应用

汽轮发电机被广泛应用在火力发电厂及核电站中，工作的原理是利用高温或高压产生的强大气体，推动内部汽轮机，在气体的持续推动下，实现汽轮机转动。然后通过皮带等连接措施，使汽轮机和发电机相连，由汽轮机的转动去带动发电机转动。而发电机利用的原理正是电磁感应原理。为了使发电效率有效提高，通常要使汽轮机的转速保持在一个固定值。

（二）、水轮发电机电磁感应的应用

在大大小小的水电站中，都会运用到水轮发电机，水轮机的转动原理则是靠水的冲击力推动，然后带动发电机转动。所以要使水流保持很大的冲击力，在水电站都会修建大坝进行拦河，将水位抬高，使水的势能得到增加。水轮发电机组拥有很大范围的转速以及容量，根据水电站的规模采用不同要求的水轮机，实现发电的高效化。另外，水电站一般距离城市比较远，输电线路自然会变长，所以水轮发电机的稳定性要达到标准要求。

（三）、风力发电机电磁感应的应用

风力发电机将风能通过风车转变为电能。在风力很大的地方，安装上风力发电的机械后，受到风的吹动，风车叶片会进行旋转，然后利用增速机把原有速度大大提高，去带动发电机运转，进行发电。在资源逐渐匮乏、环境越来越恶劣的情况下，清洁能源受到了人类的青睐，风能则是清洁的可再生能源，受到了各国的高度重视，其蕴含的能量比地球上能够开发并加以利用的谁能要大数十倍。而且风能取之不尽，用之不竭，人类需要利用现代技术，结合电磁感应原理，将风能的优势发挥出来。

（四）、柴油发电机电磁感应的应用

柴油发电机的动力来源是柴油机，利用柴油机工作带来的能量带动发电机工作。柴油发电机体积可以很小，搬运灵活、操作起来也比较简单，也有很多种类来满足不同的需求。一些用电量比较大的单位和个人会选择较大型号和功率的机器，一些用电量不是很大的，就可以选择小巧轻便类型的。所以在铁路和野外工地等地和学校、医院等部门常用到柴油发电机，有的用作临时电源，有的用作备用电源。

结束语

电磁感应现象在生活中被广泛应用，为人类带来了巨大的转变，小到家庭小电器，大到巨型发电机，乃至航天、军事、科研等领域对电磁感应均有应用，并且起着很重要的作用。其实电磁感应能带给我们的便利才刚刚开始，在今后的发展中，需要我们认真学习，不断研究，勇于探索，加强创新，争取为电磁感应新应用的研究做出贡献，进一步使电磁感应原理服务于社会。

参考文献

[1]伍亚军.高中物理电磁感应教学[J].读写算（教研版），2014，（18）：192-192.

[2]陈基容，蓝军.磁场与电磁感应内容学习中定律、定则的应用[J].职业，2015，（23）：169-169.

机电一体化在生活中的应用篇8

1.1为劳动提供安全保证

在矿区低质量的环境下，矿工处于高负荷、长时间的工作中，在这种传统的环境下，极大地影响了矿工的身体健康与生活质量，甚至在这样的环境下，还会威胁到他们的人身安全。随着机电一体化技术的发展及其在煤矿中的深入应用，只需要一些机电设备就可以完成煤炭的采掘、运输与提升等工作，使矿工从繁重的煤矿体力劳动中解放出来，极大的降低了工作的危险系数，也有效地防止了职业病与工伤情况的出现，更好地保障了生产的安全进行。

1.2提升劳动效率

随着科学技术的发展，传统的较为落后的手工劳动作业的方式已经无法满足社会生产的需要，随着机电一体化技术的普及与推广，机器代替了传统的手工劳作，使煤矿中原本复杂的辛苦劳作变成了矿工通过简单的操作就可使机器完成工作，极大的降低了劳动强度，提升了劳动效率与劳动生产率。

1.3提高劳动收入

随着机电一体化技术在煤炭产业中的深入应用，使得煤炭产业的劳动效率大大提升，煤炭产量上去了，国家的经济水平也提升了，相应的煤炭产业的工作人员的工资水平也就提升了。如此环环相扣下来，机电一体化技术在煤矿中的应用，带动了煤炭产业与其他产业的发展，帮助更多地方的经济出现繁荣局面。

2煤矿中机电一体化的应用分析

2.1在矿井安全生产监控与系统监测中的具体运用

煤矿中使用机电一体化技术，能够有效的实现煤矿生产中的故障诊断、在线监控以及自动报警等一体化的功能。机电一体化技术对煤矿生产的在线监控是指对煤炭生产的机器设备、电动机、转运系统、液压装置、制动系统等设备在运行过程中的状态实施有效监测与控制。故障诊断与自动报警是指在煤炭生产过程中，如果生产环节中的设备出现故障，就能进行自动诊断以及实施报警，且还能诊断出具体生产过程中的哪个位置和什么设备出现了故障，这样就能使工作人员快速的找到故障，并及时排除故障，保障煤炭生产的正常进行。

2.2在矿井提升机中的具体运用

众所周知，矿井升降机主要的工作地点就是在地面上以及矿井下，在提升机中运用机电一体化技术能够有效的发挥一体化功能，实现数字化的高效运行。

全数字化提升机在功能上可以有效提升通信速度，实现诊断功能的全自动化。提升机的数字化功能更够进一步简化电器安装的程序，简化硬件设备的安装程序，进一步实现软件的启动与控制，提高提升机的工作

效率。

2.3在矿井下带式运输机中的具体运用

带式输送机又称为胶带输送机，其工作原理主要是通过摩擦来实现运输材料的连续性。它主要有两端点滚筒与闭合输送带结合而成。由于机电一体化技术的普及与推广，使得袋装输送机的技术水平也有了一定程度的提升，并在一定程度上促进了矿井下大运量、高带速、长距离曲线和大功率的带式输送机等许多的关键技术以及新产品研究与开发。

当前，在国家科学技术发展与科学家的不懈努力与钻研下，多类型的带式输送机已经被研发了出来，但由于单位长度与运输量等方面的限制，也使这些多种类型的带式输送机出现了一些问题。同时，再与发达国家相比，我国研发的带式输送机不论是灵敏度还是寿命方面都是比较弱的，这也就需要我国科研人员坚持不懈的进行科研开发，才能赶超发达国家的技术水平。因此，我国需要加大科研开发力度来提升我国的技术水平。

3煤矿中机电一体化应用的发展趋势

3.1机电一体化技术日趋网络化

自上世纪90年代开始，计算机技术与互联网技术发展迅速，人们的日常生活、工业生产、军事、教育、科学技术等都因此而受到巨大影响。全球范围内的生产与经济也因为计算机技术与网络技术而逐渐融合为一体，使企业间的联系与竞争更加激烈。煤矿生产的远程监视与控制技术也因为机电一体化技术的网络化而得到了极大的应用，并为煤炭产业的长足发展打下了坚实的基础。

3.2机电一体化技术日趋智能化

机电一体化技术未来发展的重要方向与技术就是实现智能化。随着智能化技术的不断推广与普及，煤炭产业也越来越重视机电一体化技术的智能化应用与发展。将智能化机电一体化技术应用与当前的煤炭产业中，可以实现将人的部分思维输入至电脑操作系统中，并利用这种有人部分思维的系统来模拟出人的思维能力，让系统拥有与人一样的逻辑能力、推理能力以及判断与自主选择能力等。这样就可以用智能化机电一体化替代煤矿生产中部分人员的一些体力与脑力劳动，降低工作人员的劳动强度，提升工作人员的工作效率。但是，值得注意的是，机电一体化技术的智能化永远无法与人有完全相同的逻辑思维与判断能力，当然这一点也不是必须的，只需要机电一体化的智能化拥有人的部分较为低级的逻辑思维与判断能力，能够帮助人们完成或简化一些工作就可以了。

3.3机电一体化技术日趋绿色化

随着科学技术以及世界经济的飞速发展，煤炭产业的生产效率大大提升，从而获得了很高的经济效益，这使得人们的生活水平不断提高，物质资料不断丰富。所有事情都是两面的，在人们因煤炭生产而享受生活时，也同样付出了惨痛的代价，因为过度的开采煤炭资源而导致生态环境遭到严重破坏，人们也逐渐意识到节约资源与保护环境的重要性。由此，“绿色”这一概念就提了出来，也成为未来发展的一大趋势。对于煤炭生产企业来说，如何实现企业可持续的、健康的发展下去？如何实现煤炭开采的绿色化，保证将对生态环境的危害降到最低程度？机电一体化能够很好地解决这一问题，最大程度地实现绿色化生产，尽可能降低煤炭生产对生态环境破坏的程度。

4总结

随着机电一体化技术在煤炭生产中的推广与普及，逐渐成为了煤炭生产企业的重要技术支撑，而且随着技术的不断发展，这一技术的作用与意义也会更加凸显，且发展前景也会更加宽阔。煤炭生产中应用机电一体化技术，提升了煤炭生产企业的综合竞争能力，为实现高效、安全、绿色的煤炭生产奠定了坚实的基础。

参考文献

[1] 黄卓科．浅谈机电一体化在现代煤矿中的应用[J]．电

 源技术应用，2013，12（5）．

[2] 马学燕．探讨煤矿中的机电一体化应用[J]．科技致富

 向导，2013，12（12）．