» » معرفی گرایش های مهندسی برق + نکات

مهرگان
 
 
 

معرفی گرایش های مهندسی برق + نکات

7 اردیبهشت 1392

معرفی گرایش های مهندسی برق + نکات


گرایش های مهندسی برق


گرایش الكترونیك:
گرایش الكترونیك به دو زیر بخش عمده تقسیم می‌شود. بخش اول میكروالكترونیك است كه شامل علم مواد، فیزیك الكترونیك و طراحی و ساخت قطعات، از ساده‌ترین شكل آن‌ها تا پیچیده‌ترین شكل است. بخش دوم مدار و سیستم نامیده می‌شود و هدف آن طراحی و ساخت سیستم‌ها و تجهیزات الكترونیكی با استفاده از قطعات ساخته شده توسط متخصصان میكروالكترونیك است. گرایش الكترونیك یكی از گرایش‌های جالب مهندسی برق است كه محور اصلی آن آشنایی با قطعات نیمه هادی، توصیف فیزیكی این قطعات، عملكرد آن‌ها و در نهایت استفاده از این قطعات برای طراحی و ساخت مدارها و دستگاه‌هایی است كه كاربردهای فنی و روزمره زیادی دارند.

واژه مهندسی برق که در میان دانشگاه‌های قدیمی استفاده می‌شود هنوز هم مهندسی الکترونیک را تحت پوشش قرار می‌دهد و فارغ‌التحصیلان، مهندس برق لقب می‌گیرند. برخی از مردم بر این باورند که واژه مهندس برق باید برای آن دسته از کسانی به کار رود که در قدرت و جریانهای بالا یا مهندسی فشار قوی تخصص دارند. در حالی که گروهی دیگر معتقدند که قدرت تنها یکی از زیرشاخه‌های مهندسی برق است (در واقع برای این شاخه از صنعت مهندسی قدرت استفاده می‌شود). همین‌طور در مورد مهندسی برق توزیع. در سالهای اخیر رشد رشته‌هایی جدید و جداگانه همچون مهندسی اطلاعات و مهندسی سیستمهای مخابراتی را شاهد بوده‌ایم که در اداره گروههای آموزشی تحت همین نام‌ها تحصیل می‌شوند. بیشتر دانشگاههای اروپایی مهندسی برق را برای مهندسان قدرت استفاده کرده و میان مهندسی برق و الکترونیک تفاوت قائلند. در آغاز دهه ۱۹۸۰ نیز واژه مهندسی کامپیوتر معمولاً برای اشاره به الکترونیک و مهندسی اطلاعات استفاده می‌شد. هرچند مهندسی کامپیوتر هم‌اکنون به عنوان یک زیرمجموعه مهندسی الکترونیک در نظر گرفته می‌شود.

مهندسی الکترونیک به عنوان یک حرفه از پیشرفتهای فنی در صنعت تلگراف در قرن ۱۹ و صنایع رادیو و تلویزیون در قرن ۲۰ حاصل شد. مردم به رادیو به خاطر جاذبه فنی؛ اول به خاطر دریافت و سپس انتقال اطلاعات علاقه‌مند شدند. بسیاری از مردمی که در دههٔ ۱۹۲۰ به رادیو و تلویزیون رفتند تنها آماتورهای دوره قبل از جنگ جهانی اول بودند. شاخه جدید مهندسی الکترونیک تا حد زیادی از پیشرفت تلفن، رادیو، تجهیزات تلویزیون و مقدار زیادی از توسعه سیستم‌های الکترونیکی در طول جنگ جهانی دوم از جمله رادار، سونار، سیستمهای ارتباطی و مهمات پیشرفته و سیستمهای جنگ افزاری حاصل شد. در مدت این سال‌ها این موضوعات به عنوان مهندسی رادیو شناخته می‌شدند و تنها در اواخر دهه ۱۹۵۰ استفاده از واژه مهندسی الکترونیک آغاز شد. در همین هنگام آزمایشگاههای الکترونیک (برای نمونه آزمایشگاه بل در ایالات متحده آمریکا) ایجاد شدند و با استفاده از کمک هزینه‌های شرکت‌های بزرگ صنایع رادیو، تلویزیون، و دستگاههای تلفن، شروع به تولید سلسله پیشرفتهایی در الکترونیک کردند. در سال ۱۹۴۸ ترانزیستور روی کار آمد و در سال ۱۹۶۰، مدارهای مجتمع انقلابی در صنعت الکترونیک برپا کردند. در انگلستان موضوع مهندسی الکترونیک به صورت مجزا از مهندسی برق به عنوان مدرک دانشگاهی در حدود سال ۱۹۶۰ اضافه شد. قبل از آن، دانشجویان مهندسی و موضوعات مرتبط همچون رادیو و تلویزیون، مجبور بودند تا در سازمانهای آموزش برقی ثبت نام کنند که درسهای مربوط به الکترونیک نداشت. مهندسی برق نزدیک‌ترین موضوعی بود که می‌توانست با مهندسی الکترونیک همطراز قرار گبرد. اگرچه همسانی موضوعات تحت پوشش (بجز ریاضیات و الکترومغناطیس) تنها در سال اول دوره تحصیل سه ساله به طول می‌انجامد.

گرایش مخابرات:
هدف از مخابرات ارسال و انتقال اطلاعات از نقطه‌ای به نقطه‌ی دیگر است كه این اطلاعات می‌توانند صوت، تصویر و یا داده‌های كامپیوتری باشند. مخابرات از دو گرایش میدان و سیستم تشكیل شده است. در گرایش میدان، دانشجویان با مفاهیم میدان‌های مغناطیسی، امواج، ماكروویو، آنتن و ... آشنا می‌شوند تا بتوانند مناسب‌ترین وسیله را برای انتقال یك موج از نقطه‌ای به نقطه دیگر پیدا كنند. یكی از فعالیت‌های عمده مهندسی مخابرات، گرایش سیستم، طراحی فلیترهای مختلفی است كه می‌توانند امواج مزاحم شامل صوت یا پارازیت را از امواج اصلی تشخیص و آن‌ها را حذف كرده و تنها امواج اصلی را از آنتن دریافت كنند. گفتنی است كه امروزه با توسعه مخابرات بی سیم، ارتباط نزدیك‌تری بین دو گرایش میدان و سیستم ایجاد شده است. برای نمونه در گوشی تلفن همراه، هم تجهیزات مربوط به مدارهای مخابراتی، هم تجهیزات مربوط به فرستنده و هم آنتن گیرنده را داریم. از همین رو یك مهندس مخابرات امروزه باید از هر دو گرایش به‌خوبی اطلاع داشته باشد تا بتواند یك دستگاه بی‌سیم را طراحی كند.
مخابرات بخش مهمی از جامعه مدرن است. در سال ۲۰۰۶ تخمین زده‌اند که سود سالانه صنعت مخابرات ۲/۱ تریلیون دلار است که جزو ۳٪ سود خالص جهان (نرخ تبادل اداری) قرار دارد.
شرکت‌ها در سطح اقتصاد خرد از مخابرات، برای ایجاد امپراتوری‌های جهانی استفاده کرده‌اند. این در مورد خرده فروشی شبکه‌ای Amazon.com واضح است.
اما طبق نظر ادوارد لنرت، حتی یک خرده فروش معمولی مثل وال-مارت نیز با استفاده از مخابرات بهتر در زیرساخت‌هایش به سود بیشتری در مقایسه با رقبایش دست پیدا کرده‌است.
صاحب خانه‌ها در شهرها در سراسر جهان از تلفن هایشان برای انجام سرویس‌های خانه از تحویل پیتزا گرفته تا سیم کش استفاده می‌کنند.
حتی جوامع فقیر نیز برای استفاده از تلفن به خاطر مزیت های آن تشویق شده‌اند. در ناحیه نارشینگدی بنگلادش، روستایی‌های جدا از هم از تلفن‌های همراه برای ارتباط مستقیم با عمده فروشان و معامله بهتر کالاهایشان استفاده می‌کنند. در ساحل عاج، تولید کنندگان قهوه از تلفن همراه برای دنبال کردن ساعتی تغییرات قیمت قهوه استفاده می‌کنند و محصولاتشان را با بهترین قیمت می‌فروشند. لارنس هندریک رولر و لئونارد ویورمان در سطح اقتصاد کلان ارتباط علّی را بین زیر ساخت‌های مناسب مخابراتی و رشد اقتصادی پیدا کرده‌اند. بعضی‌ها ارتباطی را بین آنها بیان می‌کنند اما برخی عقیده دارند این ارتباط علّی نیست. با توجه به مزایای اقتصادی زیر ساخت‌های مناسب مخابراتی، این نگرانی فزاینده در باره جدایی دیجیتالی وجود دارد. زیرا همه جمعیت جهان دسترسی برابری به سیستم‌های مخابراتی ندارند. یک تحقیق در سال ۲۰۰۳ توسط اتحادیه بین المللی مخابراتITU))) مشخص کرد که حدود یک سوم کشورها کمتر از ۱ اشتراک تلفن همراه برای هر ۲۰ نفر و یک سوم کشورها ۱ اشتراک خط ثابت برای هر ۲۰ نفر دارند. در مورد دسترسی به اینترنت، تقریباً نیمی از کشورها ۱ از ۲۰ نفر امکانات اینترنت دارند. از این اطلاعات و اطلاعات آموزشی، سازمانITU توانست شاخصی را ایجاد کند که توانایی کلی شهروندان به دستیابی و استفاده از اطلاعات و تکنولوژی ارتباطات را مشخص کرد.کشورهایی مانند سوئد، دانمارک و ایسلند با استفاده از این اطلاعات بالاترین رتبه را داشتند در حالیکه کشورهای آفریقایی مانند نیجر، بورکینا فاسو و مالی پایین تین رتبه را کسب کردند.

گرایش كنترل:
اگر بخواهیم یك تعریف كلی از كنترل ارائه دهیم می‌توانیم بگوییم كه هدف این علم، كنترل خروجی‌های یك سیستم بر مبنای ورودی‌های آن و با توجه به شرایط ویژه و نكات مورد نظر طراحی آن سیستم است. علم كنترل فقط در مهندسی برق مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. بلكه در شاخه‌های دیگری از علوم مهندسی و حتی علوم انسانی كاربرد دارد. به عنوان نمونه كنترل فرآیند تصفیه نفت در یك پالایشگاه، كنترل عملكرد یك نیروگاه برق، سیستم كنترل ناوبری یك كشتی و یا كنترل تحولات و تغییرات جمعیتی، نمونه‌های متنوعی از كاربرد علم كنترل هستند. گرایش كنترل دارای زیر بخش‌های متنوعی مانند كنترل خطی، غیرخطی، مقاوم، تطبیقی، دیجیتالی، فازی و غیره است. در رشته‌های مهندسی مكانیك، مهندسی شیمی، مهندسی هوافضا، مهندسی سازه و مهندسی‌های دیگر نیز ما شاهد علم كنترل هستیم؛ اما نوع سیستم كنترلی در هر رشته‌ی مهندسی، متفاوت است. برای مثال در مهندسی مكانیك نوع كنترل مكانیكی و در مهندسی شیمی براساس فرآیندهای شیمیایی است. اما در كل هدف مهندسی كنترل، طراحی سیستمی است كه بتواند عملكرد یك دستگاه را در حد مطلوب حفظ كند. خودكار كردن یا اتوماتیك كردن خط تولید، یكی دیگر از فعالیت‌های مهندسی كنترل است. یعنی مهندس كنترل می‌تواند به گونه‌ای خط تولید را هماهنگ و كنترل كند كه محصول تولید شده طبق برنامه تعیین شده و با بهترین كیفیت به دست آید.
تلاش اولیه بشر برای درک زمان و تعیین موقعیت خود در شبانه روز از اولین گامها در طراحی سیستمهای کنترل است که به ساخت ساعتهای آبی منجر گردید. اولین ساعتهای آبی توسط یونانیها و مصریان در حدود ۲۷۰ سال قبل از میلاد مسیح ساخته شد و تا قرن هفدهم میلادی نیز کاربرد داشت. در همان دوران سیستمهای کنترل سطح روغن چراغها نیز طراحی شد. با وقوع انقلاب صنعتی در اروپا کوره‌ها، بویلرها، موتورهای بخار پیشرفته و رگولاتورهای شناور طراحی شد که امکان کنترل آنها توسط سیستمهای ساده امکان پذیر نبود لذا سیستمهای کنترل پیشرفته تری پس از انقلاب صنعتی طراحی شدند. کنترل آسیاب‌های بادی که برای اولین بار توسط ایرانیان در قرن هفتم میلادی ساخته شدند گام مهمی در پیاده سازی کنترل خودکار به حساب می‌آید. این آسیاب‌ها در سال ۱۲۰۰ میلادی وارد اروپا شدند و تا سال ۱۶۰۰ میلادی مورد استفاده قرار گرفتند. در این آسیاب‌ها دو نوع سیستم کنترل وجود داشت؛ یکی کنترل جهت قرارگیری آسیاب به طوری که بتواند از حداکثر نیروی باد استفاده کند و دیگری کنترل میزان گندم وارده به درون آسیاب. هر دوی این سیستم‌ها به صورت کاملا خودکار عمل کرده و نیاز به حضور هیچ کارگری نبود.

گرایش قدرت:
هدف اصلی مهندسین این گرایش، تولید برق در نیروگاه‌ها، انتقال برق از طریق خطوط انتقال و توزیع آن در شبكه‌های شهری و در نهایت توزیع آن برای مصارف خانگی و كارخانجات است. بنابراین یك مهندس قدرت باید با روش‌های مختلف تولید برق، خطوط انتقال نیرو و سیستم‌های توزیع، آشنا باشد. گرایش قدرت به آموزش و پژوهش در زمینه طراحی و ساخت سیستم‌های مورد استفاده در تولید، توزیع، مصرف و حفاظت از برق می‌پردازد. به عبارت دیگر، دانشجویان این رشته در شاخه تولید با انواع نیروگاه‌های آبی، گازی، سیكل تركیبی و ... آشنا می‌شوند. در بخش انتقال و توزیع نیز، روش‌های مختلف انتقال برق اعم از كابل‌های هوایی و زیرزمینی را مطالعه می‌كنند و در شاخه حفاظت نیز انواع وسایل و تجهیزات حفاظتی كه در مراحل مختلف تولید، توزیع، انتقال و مصرف انرژی، انسان‌ها و تاسیسات را در برابر حوادث مختلف محافظت می كند، مورد بررسی قرار می‌دهند كه از آن میان می‌توان به انواع رله‌ها، فیوزها، كلیدها و در نهایت سیستم‌های كنترل اشاره كرد. یكی دیگر از شاخه‌های قدرت نیز ماشین‌های الكتریكی است كه شامل ژنراتورها، ترانسفورماتورها و موتورهای الكتریكی می‌شود كه این شاخه از زمینه‌های مهم صنعتی و پژوهشی گرایش قدرت است.
همانطور که در بالا اشاره شد عمده مباحث در مهندسی برق قدرت بر تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی و برخی تجهیزات مصرف کننده انرژی الکتریکی استوار است، که این خود شامل ترانسفورماتورها، ژنراتورها، موتورهای الکتریکی و تجهیزات الکترونیک قدرت است.
در بسیاری از کشورهای جهان، دولت شبکهای الکتریکی را به منظور اتصال کلیه مولدها و مصرف کنندههای الکتریکی راهاندازی میکند. این شبکه در اصطلاح «power grid» نامیده میشود. به وسیله این شبکه مصرف کنندههای الکتریکی میتوانند بدون متحمل شدن سختیها و هزینههای مربوط به تولید برق به صورت جداگانه، برق را از شبکه خریداری نمایند. در این میان یکی از وظایف مهندسین برق قدرت، طراحی و نگهداری شبکههای الکتریکی و مصرف کنندههای متصل شده به شبکه‌است. تجهیزات متصل شده به شبکه الکتریکی دراصطلاح «on-grid» نامیده میشوند. این تجهیزات میتوانند به شبکه، توان الکتریکی تزریق کرده یا برعکس از آن توان دریافت کنند یا حتی، هر دو کار را با هم انجام دهند.
مهندسین قدرت، فعالیتهایی را در زمینهی تجهیزات جدای از شبکه یا تجهیزات «off-grid» نیز انجام میدهند. دلیل استفاده نکردن از شبکه دراین نوع مصرف کنندهها عموماً ثابت نبودن این مصرف کنندههاست به صورتی که هزینه اتصال برای آنها در هر جابهجایی، امکان وصل به شبکه را برای آنها غیر ممکن میکند.
امروزه بیشتر شبکههای الکتریکی از توان الکتریکی به صورت سه فاز متناوب استفاده میکنند که دلیل اصلی این انتخاب سهولت در تولید، انتقال و توزیع انرژی الکتریکی بدین صورت است. البته معمولاً در مصرف کنندههای کوچک توزیع به صورت تک فاز صورت میگیرد که این به دلیل ضروری نبودن وجود سه فاز و همچنین ایمنی بیشتر برای این مصرف کنندههاست. با این وجود در صنایع و مصرف کنندههای توان بالا برای بالا بردن بهره وری و استفاده از موتورهای سه فاز، انرژی الکتریکی به صورت سه فاز توزیع میشود.
نقش ترانسفورماتور در سیستمهای انتقال بسیار مهم است چرا که ترانسفورماتورها درسیستم قدرت وظیفه تغییر دامنه ولتاژ را بر عهده دارند .افزایش ولتاژ به وسیله ترانسفورماتور به کاهش جریان میانجامد و طبق قانون توان الکتریکی (که توان با مجذور جریان متناسب است ) با کاهش جریان تا حد امکان، میتوان تلفات را تا حد قابل ملاحظهای کاهش داد، بنابراین افزایش ولتاژ در خطوط انتقال به کاهش تلفات و درنتیجه افزایش بهره وری خطوط انتقال میانجامد.
بنا به دلایل گفته شده در بالا، پستهای تغییر ولتاژ در سراسر شبکههای الکتریکی وجود دارند. این پستها ولتاژ را در نزدیکی مولدها افزایش داده و سپس با نزدیک شدن به مناطق مسکونی و یا مصرف کنندهها برای ایمنی مصرف کننده دوباره ولتاژ را در چند مرحله کاهش میدهند.
افرادی که دردوره کاردانی دررشته های برق صنعتی، تاسیسات(الکتروتکنیک) بوده اند میتوانند دردوره کارشناسی ناپیوسته(کاردانی به کارشناسی) رشته برق قدرت راانتخاب نمایند

گرایش مهندسی پزشکی:
کاربرد این گرایش در کشورمان در حال حاضر محدود است و امید می‌رود كه در سالهای آتی با گسترش صنایع، ساخت ادوات مهندسی پزشکی مانند لوازم بیمارستانی، آزمایشگاهی و توان‌بخشی زمینه‌ی کاری را بیش از پیش برای متخصصین این گرایش فراهم آورند. در حال حاضر مهندسین این گرایش بیشتر در زمینه نصب و پشتیبانی دستگاه‌های حساس بیمارستانی و آزمایشگاهی و نیز ساخت محدود ادوات توان­بخشی مشغول به کارند.
مهندسی پزشکی به دنبال ایجاد ارتباط منطقی بین علوم مهندسی و دانش پزشکی می‌باشد.
تا قبل از قرن بیستم میلادی تشخیص و درمان بیماری بر اساس بررسی حالات بیمار، مطالعه سندرمها و عارضه‌های مربوط و ارائه مجموع‌های از روش‌های شناخته شده مبتنی بر تجویز دارو یا اعمال برخی عمل‌های جراحی صورت می‌گرفت. اما در اوایل قرن بیستم و در اوج آن در دهه‌های ۳۰ و ۴۰ مفهوم جدیدی در پزشکی مطرح گردید. بر این اساس، ساختار بدن انسان به مثابه یک نظام بسیار هماهنگ مهندسی فرض و بیماری به عنوان عامل بی‌نظمی در این ساختار مطرح گردید. به این ترتیب دانشی به عنوان مهندسی پزشکی بنیان‌گذاری شد که حوزه فعالیت آن مطالعه ساختار بدن انسان به صورت سیستمیک، کشف قوانین فیزیکی و معادلات ریاضی حاکم بر اجزاء سیستم، فهم اندرکنش بین آنها، مدلسازی این فرآیندها و بررسی تاثیر بیماری بر روی این ساختار منظم و به تبع آن ارائه روشهای تشخیصی و درمانی مفیدتر‏‎ ‎برای بهبود بیماریها بود.
در مهندسی پزشکی با تلفیقی از علوم مهندسی برطرف کردن نیازهای پزشکی در زمینه ساخت و نگهداری تجهیزات و نیز ساخت ابزارهای پزشکی برای کاربردهای پیشگیری، تشخیص و درمان بیماریها مد نظر می‌باشد. این رشته کاربرد علوم فنی و مهندسی است در یاری‌رساندن به پزشکان در تشخیص و درمان بیماری‌ها.
مهندسی پزشکی یکی از تازه‌ترین رشته‌هایی است که قدم به عرصه دنیای تکنولوژی جهانی نهاده و این رشته بدین منظور شکل یافته تا پزشکان را در تشخیص و درمان یاری دهد. مهندسی پزشکی دقت و تنوع در تشخیص را گسترش داده‌است بطوری که تشخیص بدون دستگاه‌ها امکان‌پذیر نیست. تاکنون دستگاه‌هایی از جمله EEG ,ECG ,MRI ,CT-Scan کمک بسیار بزرگی به پزشکی نموده‌اند و هم راستای وسایل تشخیصی وسایل و ملزومات درمانی گسترش یافته تا بیماران را به گونه‌ای تحت درمان قرار گیرند که می‌توان سمعک، ونتیلاتور، دیالیز(تراکافت)، اولتراسوند و کاربردهای متعدد لیزر را نام برد. مهندس پزشکی در گام‌های اولیه بهره‌برداری، تعمیر، پشتیبانی و نگهداری و تنظیم و استانداردسازی دستگاه‌ها را انجام می‌دهد و در مراحل بالاتر توسعه، ارتقا و بهبود دستگاه‌های پزشکی و یا حتی می‌تواند به طراحی و ساخت یک دستگاه اقدام کند. در این رشته به علت ابداعات و نوآوری وسیعی که صورت می‌گیرد شاخه‌های جدیدی از مهندسی پزشکی سازمان می‌گیرند.

کنکور


ارسال نظر

نام:
ایمیل:
متن نظر:
 
برای مشاهده بهتر سایت از مرورگر فایرفاکس ، اُپرا و یا گوگل کروم استفاده نمایید