معرفی رشته ی مهندسی برق
هدف:
"یکی از بهترین تعریف هایی که از مهندسی برق شده است، این است که محور اصلی فعالیت های مهندسی برق، تبدیل یک سیگنال به سیگنال دیگر است. که البته این سیگنال ممکن است شکل موج ولتاژ یا شکل موج جریان و یا ترکیب دیجیتالی یک بخش از اطلاعات باشد
مهندسی برق دارای 4 گرایش است که در زیر بطور اجمالی به بررسی آنها می پردازیم و در قسمت معرفی گرایشها به تفصیل در مورد هر کدام صحبت خواهم کرد.
1) مهندسی برق- الکترونیک: الکترونیک علمی است که به بررسی حرکت الکترون در دوره گاز، خلاء و یا نیمه رسانا و اثرات و کاربردهای آن می پردازد. با توجه به این تعریف، مهندس الکترونیک در زمینه ساخت قطعات الکترونیک و کاربرد آن در مدارها، فعالیت می کند. به عبارت دیگر، زمینه فعالیت مهندسی الکترونیک را می توان به دو شاخه اصلی "ساخت قطعه و کاربرد مداری قطعه" و "طراحی مدار" تقسیم کرد
2) مهندسی برق- مخابرات: مخابرات، گرایشی از مهندسی برق است که در حوزه ارسال و دریافت اطلاعات فعالیت می کند. مهندسی مخابرات با ارائه نظریه ها و مبانی لازم جهت ایجاد ارتباط بین دو یا چند کاربر، انجام عملی فرایندها را به طور بهینه ممکن می سازد. پس هدف از مهندسی مخابرات، پرورش متخصصان در چهار زمینه اصلی این گرایش است شامل فرستنده، مرحله میانی، گیرنده و گسترش شبکه که گسترده هر کدام عبارتند از:
فرستنده: شامل آنتن، نحوه ارسال و …
مرحله میانی: شامل خط انتقال و محاسبات مربوط و …
گیرنده: شامل آنتن، نحوه دریافت، تشخیص و …
گسترش شبکه: مشتمل بر تعمیم خط ارتباطی ساده، ادوات سویچینگ ، ارتباط بین مجموعه کاربرها و
3) مهندسی برق- قدرت: مهندسی قدرت را می توان "تولید نیروی الکتریکی" به روشهای گوناگون و انتقال و توزیع این نیروها با بازده و قابلیت اطمینان بالا، تعریف کرد. پس هدف از مهندسی قدرت، پرورش افرادی کارا در بخشهای تولید، انتقال و توزیع است که گستره این بخش عبارت است از:
تولید: طراحی شبکه های تولید با کمترین هزینه و بیشترین بازده.
انتقال: طراحی شبکه های انتقال، خطوط انتقال، پخش بار بر روی شبکه، قابلیت اطمینان و پایداری شبکه قدرت، طراحی رله ها و حفاظت شبکه، پخش بار اقتصادی (dispaich economic)
توزیع: طراحی شبکه های توزیع حفاظت و مدیریت آن.
4) مهندسی برق- کنترل: کنترل، در پیشرفت علم نقش ارزنده ای را ایفا می کند و علاوه بر نقش کلیدی در فضاپیماها و هدایت موشکها و هواپیما، به صورت بخش اصلی و مهمی از فرایندهای صنعتی و تولیدی نیز درآمده است. به کمک این علم می توان به عملکرد بهینه سیستمهای پویا، بهبود کیفیت و ارزانتر شدن فرآورده ها، گسترش میزان تولید، ماشینی کردن بسیاری از عملیات تکراری و خسته کننده دستی و نظایر آن دست یافت. هدف سیستم کنترل عبارت است از کنترل خروجیها به روش معین به کمک ورودیها از طریق اجزای سیستم کنترل که می تواند شامل اجزای الکتریکی، مکانیک و شیمیایی به تناسب نوع سیستم کنترل باشد.
ماهیت:
انرژی اگر بنیادی ترین رکن اقتصاد نباشد، یکی از ارکان اصلی آن به شمار می آید و در این میان برق به عنوان عالی ترین نوع انرژی جایگاه ویژه ای دارد. تا جایی که در دنیای امروز میزان تولید و مصرف این انرژی در شاخه تولید، شاخص رشد اقتصادی جوامع و در شاخه خانگی و عمومی یکی از معیارهای سنجش رفاه محسوب می شود
دانش آموختگان این رشته می توانند در زمینه های طراحی، ساخت، بهره برداری، نظارت، نگهداری، مدیریت و هدایت عملیات سیستم ها عمل نمایند
گرایش های مقطع لیسانس:
رشته مهندسی برق در مقطع کارشناسی دارای 4 گرایش الکترونیک، مخابرات، کنترل و قدرت(1) است. البته گرایش های فوق در مقطع لیسانس تفاوت چندانی با یکدیگر ندارند و هر گرایش با گرایش دیگر تنها در 30 واحد یا کمتر متفاوت است. و حتی تعدادی از فارغ التحصیلان مهندسی برق در بازار کار جذب گرایشهای دیگر این رشته می شوند. با این وجود ما برای آشنایی هر چه بیشتر شما گرایشهای فوق را به اجمال معرفی می کنیم.
گرایش الکترونیک
دکتر کمره ای استاد مهندسی برق دانشگاه تهران در معرفی این گرایش می گوید:
"گرایش الکترونیک به دو زیر بخش عمده تقسیم می شود. بخش اول میکروالکترونیک است که شامل علم مواد، فیزیک الکترونیک، طراحی و ساخت قطعات از ساده ترین آنها تا پیچیده ترین آنها است و بخش دوم نیز مدار و سیستم نامیده می شود و هدف آن طراحی و ساخت سیستم ها و تجهیزات الکترونیکی با استفاده از قطعات ساخته شده توسط متخصصان میکروالکترونیک است
آینده شغلی، بازار کار، درآمد:
"امروزه با توسعه صنایع کوچک و بزرگ در کشور، فرصت های شغلی زیادی برای مهندسین برق فراهم شده است و اگر می بینیم که با این وجود بعضی از فارغ التحصیلان این رشته بیکار هستند، به دلیل این است که این افراد یا فقط در تهران دنبال کار می گردند و یا در دوران تحصیل به جای یادگیری عمیق دروس و در نتیجه کسب توانایی های لازم، تنها واحدهای درسی خود را گذرانده اند.
همچنین یک مهندس خوب باید، کارآفرین باشد یعنی به دنبال استخدام در موسسه یا وزارتخانه ای نباشد بلکه به یاری آگاهی های خود، نیازهای فنی و صنعتی کشور را یافته و با طراحی سیستم ها و مدارهای خاصی این نیازها را برطرف سازد. کاری که بعضی از فارغ التحصیلان ما انجام داده و خوشبختانه موفق نیز بوده اند."
توانایی های مورد نیاز و قابل توصیه
الف) توانایی علمی: "مهندسی برق نیز مانند مابقی رشته های مهندسی بر مفاهیم فیزیکی و اصول ریاضیات استوار است و هر چه دانشجویان بهتر این مفاهیم را درک کنند، می توانند مهندس بهتری باشند. در این میان گرایش الکترونیک وابستگی شدیدی به فیزیک بخصوص فیزیک الکترونیک و فیزیک نیمه هادی ها دارد. در گرایش مخابرات نیز درس فیزیک اهمیت بسیاری دارد زیرا دروس اصلی این رشته بخصوص در شاخه میدان شامل الکترومغناطیس و امواج می شود."
داشتن ضریب هوشی بالا و تسلط کافی بر ریاضیات، فیزیک و زبان خارجی از ضرورتهای ورود به این رشته است.
ب) علاقمندیها: دانشجوی برق باید ذهنی خلاق و تحلیل گر داشته باشد. همچنین به کار با وسایل برقی علاقه داشته باشد چون گاهی اوقات با دانشجویانی روبرو می شویم که در ریاضی و فیزیک قوی هستند اما در کارهای عملی ضعیف اند. چنین دانشجویانی برای رشته های مهندسی مناسب نیستند و بهتر است رشته های ذهنی و انتزاعی مثل ریاضی یا فیزیک را انتخاب کنند.
وضعیت ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر: (کارشناسی ارشد و …)
فارغ التحصیل در مقطع کارشناسی برق که مدرک خود را در یکی از چهار گرایش الکترونیک، مخابرات، قدرت و کنترل می گیرد، می تواند در یکی از این گرایشها (اختیاری) یا رشته ای که برق زیر مجموعه ای برای آن تعریف شده، ادامه تحصیل نماید. این رشته به صورت: مهندسی برق- الکترونیک، برق- قدرت، برق- مخابرات (شامل گرایش های: میدان، سیستم، موج، رمز، مایکرونوری) برق- کنترل، مهندسی پزشکی (گرایش بیوالکتریک)، مهندسی هسته ای (دو گرایش مهندسی راکتور و مهندسی پرتو پزشکی، مهندسی کامپیوتر (معماری کامپیوتر، هوش مصنوعی و رباتیک) است. برای تحصیل در مقطع دکترای تخصصی، می توان، در هر یک از زیرشاخه های تخصصی تر گرایشهای یاد شده میزان مورد نیاز واحدها را اخذ کرد و رساله دکتری را در همان موضوع خاص ارائه داد. مسلم است این زیر شاخه ها، گرایشهای تخصصی تر این چهار گرایش است. امکان ادامه تحصیل در کلیه گرایشهای یاد شده در مقطعهای کارشناسی ارشد و تا حد زیادی در دوره دکتری، در داخل کشور وجود خواهد داشت. رشته برق به دلیل کاربردی بودن آن در بسیاری از علوم مهندسی دیگر، برای فارغ التحصیلان امکان تحصیل در بسیاری گرایشها و دانشها را فراهم می کند
شاخه های مهندسی برق-الکترونیک
مغز متفکر و مبتکرا انسان است که در سبقتی بی سابقه خالق علومی جدید مانند کامپیوتر و الکترونیک و شبکه های اطلاعاتی و….است و تا حدودی او را با نوعی ترس کاذب مواجه ساخته است. شاید داستان رباطی را شنیده باشید که در قرن 19 میلادی سازنده خود را به اتش کشید.
اما پس از گذشت 2 قرن دیگر اکنون در قرن 21 میلادی شاهد تاثیر بسیار عمیق این علوم به ویژه الکترونیک در عرصه زندگی بشر هستیم.هر یک از ما حتی اگر صاحب یک زندگی اجتماعی بسیار ساده باشیم از زمانی که چشمهایمان را باز می کنیم خواه نا خواه با وسایل الکترونیکی سرو کار داریم. چراغ خواب- ریش تراش- قهوه جوش… تا عظیم ترین ژنراتور هاو توربینها مواجه هستیم.
به یاری ایزد منان سهی و تلاشی در جهت معرفی قسمتی بسیار کوچک از دنیای الکترونیک و پیشرفتهای ان خواهیم داشت
شاخه های مهندسی برق-الکترونیک
1) الکترونیک(انالوگ-دیجیتال)
2) ارتباطات(انالوگ-دیجیتال)
3) سیستم های قدرت power system
4) کنترول سیستم ها(انالوگ-دیجیتال)control system
5) تئوری شبکه های الکترونیکی network theory
6) مهندسی پزشکی biomedical enjineering
7) پردازش سیگنال های دیجیتال digital signal processing
8) ابزار دقیق instrumentation
9) تئوری میدانهای الکترومغناطیس
Electro-magnetic(EM)field theory
10)الکترونیک حالت جامدsolid state electronic
11)هوش مصنوعی
فرکانسهای رادیویی:
امواج رادیویی با داشتن بلند ترین طول موج و کمترین بسامد و کمترین پالس در هر ثانیه مهمترین راه برای ارسال اطلاعات بین وسایل کنترل از راه دور و دستگاههای مادر محسوب میشوند.امروزه به صورت گسترده در هواپیماهاو هلیکوپتر هاو برجهای مراقبت- ارسال قمر های مصنوعی- ارسال اطلاعات به شبکه های ماهوارها و ارسال انواع مکالمات مورد استفاده قرار می گیرد
الکترونیک مدرن:
مفاهیم بنیادین فیزیک هسته ای که شامل فوتون- کوانتوم انرژی- پدیده فتو الکتریک و …. الفبای الکترونیک مدرن را تشکیل می دهند. مهمترین کاربرد این شاخه از الکترونیک تولید قطعات با ویژگی های متفاوت و توانایی های خارق العاده در منتاژ برد های الکترونیکی محسوب می شود.برای مثال دیود به عنوان قطعه یکسو کننده جریان امروزه به صورت گستردهای در زمینه منتاژبردهای اکترونیکی مورد بحث قرار گرفته است
میکرو الکترونیک:
طیف گسترده امواج الکترو مغناطیس- قدرت و پالس انها در هر ثانیه مفاهیم اولیه این زمینه را تشکیل می دهند. گاما- ایکس- فرا بنفش- فرو سرخ- امواج رادیویی دامنه گستردهای از موارد استفاده را در پیش پای انسان قرار داده است
هوش مصنوعی:
مهمترین و جذاب ترین بخش از شاخه های مهندسی برق- الکترونیک محسوب می شود.انجام کلیه کارهای زندگی انسان از موارد سادهای مانند جارو زدن- تا کنترول قمر های مصنوعی- انجام اعمال جراحی و .. تعریفی کامل برای نشان دادن گستردگی این رشته خواهد بود که در دو بخش R- vision وR-motive مطرح خواهد شد.