מתח גבוה הוא תחום בחקר החשמל שמתמקד בייצור, בהעברה, ובשימוש במערכות שמפעילות מתחים גבוהים במיוחד. מערכות אלה משמשות במגוון יישומים, כולל תעשיית ההפקה וההעברה של חשמל, בדיקות ומחקר של חומרים ומכשירים חשמליים, וביישומים מיוחדים כמו מכונות קרן קתודית וגנרטורים של פולסים חשמליים.
הטכנולוגיות המשמשות לעבודה עם מתח גבוה דורשות ידע מעמיק ונסיון רב, מפני שהסיכון לתאונות ופגיעה בציוד גבוה במיוחד. עיצובה של מערכת מתח גבוה כולל שיקולים של בטיחות, יעילות, ועמידות, על מנת לצמצם את הפסדי החשמל בהעברה ולמנוע התמוטטות דיאלקטרית, שעלולה לגרום לקצרים ולשרפות.
תחזוקת מערכות מתח גבוה דורשת צוותים מיומנים המבצעים בדיקות תקופתיות ומחזקים את המרכיבים המועדים לפגע. זה כולל בדיקות על מעגלי ההפעלה ומערכות הבטיחות, כדי לוודא את תפקודם התקין ולצמצם את סיכוני ההפעלה. בנוסף, פיתוחים חדשים בתחום המתח הגבוה מעניקים דרכים לשיפור הביצועים ולהגדלת הבטיחות, כמו מצאי חומרים דיאלקטריים חדשים ויעילים יותר, וטכנולוגיות בקרה מתקדמות.
אחת האתגרים המרכזיים בעבודה עם מתח גבוה היא הפחתת השפעות השדה החשמלי על הסביבה. פריקות חשמליות ורעשים אלקטרומגנטיים ממערכות מתח גבוה יכולים להשפיע על מכשירים אלקטרוניים קרובים ועל בריאות האדם. כדי להתמודד עם אתגרים אלו, רבים ממעצבי מערכות מתח גבוה משתמשים באמצעים שמפחיתים את השפעת השדות החשמליים והמגנטיים, כמו ריכוז והפניית שדות דרך חומרים בעלי מפתח דיאלקטרי גבוה והתקנת מחסומים מגנטיים.
בנוסף, המגמה המתפתחת של מחקר ופיתוח בתחום זה מבקשת למצוא דרכים חדשות לייצר, לשדר ולאחסן אנרגיה ביעילות רבה יותר. זה כולל פיתוח של טכנולוגיות חדשניות, כמו קווי העברה סופר מוליכים, שבאמצעותם ניתן להעביר חשמל ללא הפסדים כמעט על פני מרחקים ארוכים, ובכך לשפר את איכות החשמל ואת יעילות הרשת הכוללת.