الهندسة الكهربية
تخصص الهندسة الكهربية يهتم بدراسة
وتطبيقات علوم الكهرباء والإلكترونيات
والمجالات الكهرومغناطيسية.
أصبح هذا المجال معروفاً في أواخر
القرن التاسع عشر وذلك بعد انتشار البرقية
ومحطات إمداد الطاقة. والآن يغطي هذا المجال
عدداً من المواضيع الفرعية والتي تتضمن الطاقة والإلكترونيات ونظم التحكم الآلي ومعالجة
الإشارات والاتصالات اللاسلكية.
ومن الممكن أن نقول أن الهندسة الكهربائية قد تتضمن أيضاً هندسة الإلكترونيات
وقد لا تتضمنها. ويمكن التفريق بينهما حيث تهتم هندسة الكهرباء بالأمور المتعلقة بنظم
الكهرباء عالية الجهد مثل نقل الطاقة والتحكم في المحركات، بينما تتعامل هندسة الإلكترونيات
مع دراسة النظم الإلكترونية ذات المقاييس المنخفضة (تيار منخفض –جهد منخفض)، ويتضمن
ذلك علوم الحاسبات والدوائر المتكاملة.
وتتناول الهندسة الكهربائية دراسة وتصميم العديد من النظم الكهربائية
والإلكترونية المختلفة، مثل الدوائر الكهربائية والمولدات، المحركات، المحولات، مولد
القدرة الغير منقطعة UPS ، المواد
المغناطيسية وغيرها من الأجهزة الكهرومغناطيسية والكهروميكانيكية.
تخصصات
هندسة الكهرباء (فروع الهندسة الكهربية )
التقسيم
الكلاسيكي للهندسة الكهربائية كان هندسة تيار الجهد العالي والتي تعرف اليوم بهندسة الطاقة وهندسة المحركات والقسم الآخر هندسة تيار الجهد المنخفض والتي تطورت
لتصبح هندسة
الاتصالات. إضافة إلى ذلك فقد اوجدت مجالات هندسية جديدة في اطار
هندسة الكهرباء ومنها هندسة القياسات، هندسة التحكم والالكترونيات.
ومع الوقت وازدياد
التطور فقد اضيف لكل فرع من هذه الفروع العديد من المجالات الجديدة، وفي يومنا هذا
أصبح من الصعب الاستغناء عن المعدات الكهربائية في معظم مجالات الحياة. ليس
بالضرورة أن تكون الاقسام التالية فروع من الهندسة الكهربائية نظرا للاختلاف بين
نظام الجامعات في كل من الولايات المتحدة الأمريكية وأوروبا, ولكن لهذه التخصصات
علاقة بشكل أو باخر بالهندسة الكهربائية.وتعد احد اشهر المجالات في الهندسة.
خطوط مد كهربية
تهتم هندسة الطاقة بإنتاج
ونقل وتحويل الطاقة الكهربائية
عن طريق تصميم أجهزة كالمحولات والمولدات والمحركات الكهربائية. معظم حكومات
العالم توزع الكهرباء عن طريق بناء محطات كهرباء بها مولدات, هذه المولدات
تولد الطاقة الكهربائية ثم توزعها على المستهلكين. يعمل مهندسوا الكهرباء على
تصميم وصيانة محطات الكهرباء.
تهتم بإنتاج ونقل وتحويل الطاقة الكهربائية عن طريق تصميم أجهزة كالمحولات والمولدات والمحركات الكهربائية. معظم حكومات العالم توزع الكهرباء عن طريق بناء محطات كهرباء بها مولدات, هذه المولدات تولد الطاقة الكهربائية ثم توزعها على المستهلكين. يعمل مهندسوا الكهرباء على تصميم وصيانة محطات الكهرباء.
هندسة
المحركات
تعمل هندسة المحركات على تحويل الطاقة الكهربائية بواسطة آلات كهربائية (محركات
كهربائية) إلى طاقة
ميكانيكية. وتعتبر
هندسة المحركات ذات أهمية عالية لتقنيات الأتمته حيث أن
الكثير من المحركات الميكانيكية
يتم تشغيلها كهربائيا. وتلعب الهندسة
الالكترونية دورا
مهما في اطار هندسة المحركات، من ناحية في مجال التحكم بالمحركات، ومن ناحية أخرى
في مجال تخفيض الاستهلاك إلكترونيا. و المحركات الكهربائية المعروفة تعمل
على استخدام قطبين كهربائين وركيزة مركزية فتبدأ الركيزة بالدوران عند تضاد
القطبين مع بعضهما.
هندسة
الاتصالات
بمساعدة هندسة
الاتصالات يتم نقل
المعلومات عن طريق النبضات الكهربية أو الموجات الكهرومغناطيسية من
المرسل إلى مستقبل واحد أو عدة مستقبلين. ومن اهتمامات هندسة الاتصالات ايصال
المعلومة مع اقل قدر من الخسائر في البيانات، وكذلك أيضا نظم معالجة
الإشارات كالتشفير،
فك التشفير والتنقية وتعتبر إحدى الدراسات المتوقع تأثيرها على مستقبل الطاقة في
العالم.
هندسة
الإلكترونيات
تهتم الهندسة
الإلكترونية بتطوير
وتصنيع واستخدامات المكونات
الالكترونية مثل مكثف، مستحث وعناصر اشباه
الموصلات كالصمام
الثنائي والترانزيستور.
المايكرو إلكترونيك، أحد
فروع الهندسة الإلكترونية التي تهتم بتطوير الدوائر
المتكاملة (IC) من
المواد أشباه
الموصلات. مثال
على الدوائر
المتكاملة: المعالجات.
لا يعتبر المكثف والملف قطع إلكترونية وانما قطع
كهربائية ومع ذلك فهي جزء هام في تكوين الدوائر الإلكترونية مثل دوائر الرنين
المستخدمة في الإرسال والاستقبال, ودوائر الموائمة الإلكترونية والشبكات التحليلية.
هندسة
الحاسوب
ما زالت هندسة الحاسوب في بعض الأنظمة الجامعية تعد إحدى
شعب الهندسة الكهربائية إلا أنها لم تعد تأخذ المفهوم التقليدي المتعارف في
الأربعينيات حين كانت أغلب مكونات الحاسوب موصلات كهربائية ذات أعداد هائلة. أصبح
مفهوم هندسة الحاسوب متشعبا في عدة مجالات منها التصميم والصيانة, البرمجة,
الأنظمة والشبكات. لكن مع التطورات الإلكترونية الهائلة أصبح تخصص هندسة الحاسوب يتطور
شيئا فشيئا مع الاحتفاظ برونقه الكهربائي، لكن باستقلالية معينة لهذا الفرع
الهندسي.
هندسة التحكم الآلي والأتمتة الصناعية
هندسة التحكم
تقوم الأتمتة (التحكم
الآلي) على توظيف تقنيات التحكم والقياس والتقنية الرقمية لتحويل خطوات العمل
اليدوية إلى ذاتية التحكم. وتعتبر هندسة التنظيم أحد أهم فروع الأتمتة حيث تستخدم
على سبيل المثال في تثبيت عدد دورات المحركات الكهربية، أو في أنظمة الطيار الآلي
وأيضا في أنظمة الثبات في السيارة مثل ESPP لمنع
الانزلاق، وكذلك التحكم بحرارة الثلاجات المنزلية، ومراقبة العمليات الصناعية. وقد
تجعل الأتمتة من خواص نظام القدرة الكهربائية حيث يتم التحكم بجميع عناصر شبكة
القدرة من محولات ومولّدات وأجهزة حماية وأنظمة قياس عن بعد وبطريقة آلية.
الهندسة
الكهربائية النظرية
تقوم الكهربائية النظرية بايصال
القواعد النظرية والاوصاف والشروحات الفيزيائية المستفادة من علم الكهرباء. وتنقسم
إلى عدة أقسام منها نظرية الفيض لنقاش معادلات
ماكسويل ونظرية
الدوائر لتحليل الدوائر.
ليست هناك تعليقات: