معرفی رشته مهندسی برق و گرایشهای آن
*معرفي رشته مهندسي برق
يکي از بهترين تعريفهايي که از مهندسي برق شده است ، اين است که محور اصلي فعاليتهاي مهندسي برق ، تبديل يک سيگنال به سيگنال ديگر است. که البته اين سيگنال ممکن است شکل موج ولتاژ يا شکل موج جريان و يا ترکيب ديجيتالي يک بخش از اطلاعات باشد. انسانهاي اوليهاي که بر روي زمين زندگي ميکردند با نيروي برق آشنا بودهاند ولي همواره به آن به صورت يک نيروي مرگبار نگاه ميکردند و بشر هيچگاه تصور نميکرد که بتواند روزي اين نيروي عظيم را به خدمت خود در آورد. علاوه بر نيروي برق از هزاران سال پيش نيروي مغناطيسي نيز شناخته شده بود. داستان مهندسي برق از آنجا آغاز ميگردد که اين دو نيروي عظيم با يکديگر کشف گرديد.هانس کريستين اورستد ، استاد دانشگاه کپنهاک در دانمارک ، براي اولين بار ميدان مغناطيسي مربوط به جريان الکتريکي را کشف نمود. او متوجه شد که عقربه قطب نما در اثر مجاورت با يک جريان الکتريکي حرکت ميکند و بنابراين نتيجه گرفت که ميدان مغناطيسي بصورت دايرهاي شکل به دور يک سيم حامل جريان در فضا منتشر ميشود . وي نتيجه مطالعات خود را در يک مقاله به تاريخ 21 جولاي 1820 ارايه داد.
در روز 29 آگوست 1831 ، مايکل فراده با اتصال يک سيم پيچ به يک باتري و اتصال سيم پيچ ديگري به يک گالوانومتر متوجه شد که با قطع و وصل کردن باتري در سيم پيچ دوم جرياني عبور ميکند. اين کشف به ظاهر ساده آغاز تحولي عظيم در زمينه مهندسي برق و به تبع آن جامعه بشري بود. در واقع کشف فاراده اساس کار ژنراتورها و موتورهاي الکتريکي است. يعني بشر بتواند انرژي الکتريکي توليد کند و سپس کارهاي دانشمندان و مهندساني چون بنجامين فرانکلين ، الکساندرو ولتا، آندره آمپر بود و سپس افرادي چون جيمزژول ، روبرت ماکسول ، توماس اديسون و مارکوني در زمينههاي کاربردي و عملي مهندسي برق کارهاي بزرگي انجام دادند. همه اين اکتشافات و اختراعات در زمينه مهندسي برق تأثير شگرفي در پيشرفتهاي بشري داشتند و به جرأت ميتوان رفاه و کيفيت بالاي زندگي امروزي بشر را مرهون آنها دانست. اگر نگاهي به اطرافمان بيندازيم ، انبوهي از وسايل برقي را خواهيم ديد. امروزه زندگي بدون وسايل الکتريکي غيرممکن شده است. پس براي استقلال و همگامي با رشد جهاني نيازمند متخصصاني هستيم که با اندوختن توشه علمي به کسب تکنولوژيهاي جديد اقدام کنند. با نگاهي اجمالي به صنعت در مييابيم که در ابتدا ( از رنسانس تا قرن بيستم) تمام ابزارها و صنايع ، مکانيکي بودهاند و مهندسي عموماً به طراحي و ساخت اين وسايل مکانيکي اطلاق ميشد، اما با به کارگيري الکتريسيته در صنايع ، از حجم ابزارها و دستگاهها کاسته شد و صنايع پيچيدهتر گرديد . رشته برق در آغاز با مکانيک همراه بود و الکترومکانيک خوانده ميشد، اما با رشد و پيشرفت چشمگير اين رشته ، رشته برق راه خود را از مکانيک جدا کرد و به عنوان يک رشته مستقل مطرح گرديد. با توجه به وسعت صنعت برق و پيشرفت زياد آن ، اين رشته خود به چند گرايش تقسيم شده است. به دليل استقبال بينظير از اين رشته در 30 سال اخير، برجستهترين استعدادها به اين رشته جذب شدهاند . به موازات پيشرفت در زمينه انرژي برق ، در زمينه استفاده از امواج الکترومغناطيسي براي انتقال اطلاعات نيز پيشرفتهاي شگرفي صورت گرفت. ارتباطات ساده تلگرافي در آغاز قرن بيستم ، در پايان قرن تبديل به امکانات تلفن تصويري و ماهوارهاي گرديد.
با توجه به تعاريف فوق گرايشهاي مختلفي در زمينه مهندسي برق بوجود آمدهاند تا اهداف مورد نظر را تأمين نمايند. از شاخههاي اصلي مهندسي برق ميتوان گرايشهاي قدرت ، مخابرات، الکترونيک ، کنترل و مهندسي پزشکي ( بيوالکتريک) را نام برد که به اختصار هر يک تشريح ميشوند.
گرايش قدرت:
اين گرايش شامل کليه امور مربوط به طراحي و بهرهبرداري سيستم انرژي الکتريکي از توليد تا مصرف است ، به طوري که بتوان انرژي الکتريکي را به صورت اقتصادي و با کيفيت لازم در اختيار مصرف کننده قرار داد. زمينه کاري براي فارغالتحصيلان اين گرايش تنها محدود به شرکتهاي برق نميشود، بلکه کليه کارخانهها و کارگاههاي بزرگ براي مديريت شبکه برق خود نياز به مهندسين قدرت دارند. علاوه بر اين شرکتهاي مهندسين مشاور و تأسيساتي نيازهاي شغلي وسيعي به اين گرايش دارند.
گرايش مخابرات:
اين گرايش مربوط به انتقال اطلاعات و ارتباطات به طرق مختلف مانند فيبر نوري و ماهواره و همچنين تجهيزات و روشهاي مربوط ميباشد. پيشرفتهاي فناوري اطلاعات و ارتباطات در دو دهه اخير نياز به مهندسين اين گرايش را افزايش داده است. در واقع رشد پيشرفت به حدي بوده است که در کشورهاي پيشرفته صنعتي امکان تربيت متخصصين با اين رشته نبوده و در نتيجه متخصصين کشورهاي ديگر با ارايه امکانات بهتر جذب گرديدند. در حال حاضر امکانات شغلي علاوه بر شرکتهاي مخابراتي و همچنين نظامي ، در شرکتهاي توليد کننده تجهيزات مخابراتي بسيار است.
گرايش الکترونيک:
اين گرايش مربوط به طراحي و ساخت قطعات الکترونيکي مانند مدارهاي مجتمع و وسايل نيمه هادي و همچنين طراحي و ساخت دستگاهها و وسايل الکترونيکي مانند دستگاههاي صوتي و تصويري ميباشد تعداد اين نوع دستگاهها آنقدر زياد است که در زندگي روزمره ، هر فردي با تعدادي از آنها سروکار دارد. به همين دليل اين زمينه شغلي نسبتاً شناخته شده است و نيازهاي فراواني به اين مهندسين در کارخانهها و شرکتهاي سازنده تجهيزات الکترونيکي وجود دارد.
گرايش کنترل:
شايد بتوان اين گرايش را يک گرايش بين رشتهاي تلقي نمود، يعني علاوه بر رشته مهندسي برق در ساير رشتههاي مهندسي نيز، اين گرايش وجود دارد. در رشته مهندسي برق اين گرايش شامل طراحي روشها و تجهيزاتي ميشود که کنترل يک دستگاه کوچک ساده و يا يک کارخانه بزرگ را بر عهده دارند. اين کنترل ميتواند کنترل ساده درجه حرارت يک سيال و يا کنترل يک هواپيماي پهن پيکر در هنگام برخاستن يا فرود آمدن باشد. بنابراين زمينه کاري اين گرايش بسيار وسيع است و با توجه به اينکه فرآيند کنترل در کليه امور صنعتي استفاده ميشود، امکانات کاري تقريباً در کليه کارخانهها و شرکتهاي صنعتي وجود دارد.
گرايش مهندسي پزشکي ( بيوالکتريک):
شايد به جرات بتوان گفت که پيشرفتهاي عمده اخير در زمينه پزشکي مرهون پيشرفتهاي مهندسي است . اگر بعنوان مثال ميتوان جراحي قلب باز انجام داد علت آن دستگاهي است که ميتواند عمل قلب را در مدت زماني که قلب بيمار از بدنش خارج شده و تحت عمل جراحي قرار گرفته است، انجام دهد. به همين دليل اين رشته در سالهاي اخير به تدريج در مجموعه گرايشهاي مهندسي برق قرار گرفته است. دانشجويان اين رشته معمولاً علاوه بر آموزشهاي مهندسي مقداري نيز آموزش پزشکي خواهند داشت به همين جهت و با توجه به حجم آموزشها معمولاً دانشجويان اين رشته بايد آمادگي ادامه تحصيل تا سطح کارشناسي ارشد را داشته باشند تا بهتر بتوانند مفيد واقع شوند. به هر صورت در اين رشته نيز امکانات کاري خوبي وجود خواهد داشت.
در اين گرايش انتخاب يکي از دو درس الکترومغناطيس يا مقدمهاي بر مهندسي پزشکي به عنوان درس هفتم الزامي است.
بايد توجه داشت که اصولاً در يک دوره 4 ساله رشته مهندسي برق، حدود 3 سال درسها در گرايشهاي مختلف يکسان است . به همين جهت در دوره تحصيلات تکميلي دانشجويان اين امکان را خواهند داشت که در گرايشي به غير از گرايش دوره کارشناسي خود ادامه تحصيل دهند.
وضعيت ادامه تحصيل در مقاطع بالاتر : ( کارشناسي ارشد و ...)
فارغ التحصيلي که در مقطع کارشناسي برق مدرک خود را در يکي از پنج گرايش الکترونيک ، مخابرات، قدرت، کنترل و مهندسي پزشکي ميگيرند. ميتوانند در يکي از اين گرايشها ( اختياري) يا رشتهاي که برق زير مجموعهاي براي آن تعريف شده ، ادامه تحصيل نمايد. اين رشتهها به صورت :
مهندسي برق- الکترونيک ( شامل گرايشهاي : آنالوگ و ديجيتال)
برق- قدرت ( شامل گرايشهاي : سيستم ، ماشينهاي الکتريکي و الکترونيک قدرت)
برق- مخابرات( شامل گرايشهاي : ميدان ، سيستم ، موج ، رمز و مايکرونوري) برق- کنترل
مهندسي پزشکي ( گرايش بيوالکتريک) ، مهندسي هستهاي ( دو گرايش مهندسي راکتور و مهندسي پرتو پزشکي ، مهندسي کامپيوتر ( معماري کامپيوتر ، هوش مصنوعي و رباتيک) است.
براي تحصيل در مقطع دکتراي تخصصي، ميتوان ، در هر يک از زير شاخههاي تخصصيتر گرايشهاي ياد شده ميزان مورد نياز واحدها را اخذ کرد و رساله دکتري را در همان موضوع خاص ارائه داد. مسلم است که اين زير شاخهها، گرايشهاي تخصصيتر اين پنج گرايش است. امکان ادامه تحصيل در کليه گرايشهاي ياد شده در مقطعهاي کارشناسي ارشد و تا حد زيادي در دوره دکتري، در داخل کشور وجود دارد. رشته برق به دليل کاربردي بودن آن در بسياري از علوم مهندسي ديگر، براي فارغ التحصيلان امکان تحصيل در بسياري گرايشها و انشها را فراهم ميکند.