معرفی رشته مهندسی برق

معرفی رشته مهندسی برق

مهندسی برق یکی از مشاغل مهم و کلیدی صنعت برق و مخابرات به شمار می رود. یکی از اولین مهندسین برق احتمالاً ویلیام گیلبرت بوده است که اولین وسیله اندازه گیری الکتریسیته یا الکتروسکوپ را طراحی کرد و آن را ورسوریوم (versorium) نامید.

رشته مهندسی برق چیست؟

مهندسی برق یکی از مشاغل مهم و کلیدی صنعت برق و مخابرات به شمار می رود.

انرژی یکی از مهم ترین سرمایه های هر کشور به حساب می آید. در میان آنها نیز انرژی برق از اهمیت ویژه ای برخوردار است تا جایی که میزان تولید و مصرف آن در بخش تولید از شاخص های رشد اقتصادی کشورها محسوب می شود.

داشتن تحصیلات دانشگاهی و آکادمیک از الزامات ورود به شغل مهندسی برق می باشد. در کشور ما گرایش های تخصصی مختلفی برای مهندسی برق تعریف شده است که اگر فارغ التحصیلان مهندسی برق متناسب با گرایش تخصصی خود مشغول به کار شوند، مطمئنا بازدهی بیشتری خواهند داشت. در ادامه توضیحی در مورد زمینه های شغلی این گرایش ها ارائه می شود.

تاریخچه :

الکتریسیته یکی از موضوعات جذاب علمی از اوایل قرن هفدهم بوده است. یکی از اولین مهندسین برق احتمالاً ویلیام گیلبرت بوده است که اولین وسیله اندازه گیری الکتریسیته یا الکتروسکوپ را طراحی کرد و آن را ورسوریوم (versorium) نامید.

همچنین او اولین کسی بود که به طور واضح مغناطیس و الکتریسیته ساکن را تمیز داد. تا پیش از حدود دهه ۱۸۸۰، مباحث مربوط به الکتریسیته و کاربردهای آن، زیرمجموعه ای از فیزیک تلقی می شد. این رشته اولین بار در نیمه دوم قرن نوزده میلادی، بعد از تجاری سازی تلگراف، تلفن و توزیع برق و استفاده های آن به عنوان یک شغل شناخته شده مطرح شد.

از حدود سال ۱۸۸۵ برخی دانشگاه‌ها و موسسات فناوری مانند دانشگاه کرنل یا موسسه فناوری ماساچوست، رشته کارشناسی مهندسی برق را ایجاد نمودند. دانشگاه فنی دارمشتات اولین دانشگاهی بود که در سال ۱۸۸۲ دانشکده مهندسی برق را ایجاد کرد و پس از آن دانشگاه کرنل و دیگر دانشگاه ها این رشته را ارائه نمودند.

معرفی رشته برق :

مهندسی برق یا Electrical engineering زیرمجموعه ای از مهندسی است که به مطالعه و کاربردهای مرتبط با الکتریسیته، الکترومغناطیس و الکترونیک می پردازد. می توان مهندسی برق را به دو قسمت عمده تقسیم کرد:

بررسی و طراحی سیستم‌های انتقال و تبدیل انرژی الکتریکی؛ و یا بررسی و طراحی سیستم های الکترونیکی برای پردازش و انتقال اطلاعات، نظیر کامپیوترها، سامانه های مخابراتی، مدارهای مجتمع، رادارها و نظایر آن. به بیان دیگر، مهندسان برق از الکتریسیته یا برای انتقال انرژی و یا برای پردازش اطلاعات استفاده می کنند.

فراگیرتر شدن استفاده از انرژی الکتریکی و افزایش نیاز به انتقال و نیز پردازش سریعتر اطلاعات، مهندسی برق را به یکی از مهمترین و پرتقاضا ترین زمینه های مهندسی و صنعت تبدیل کرده است.

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.

برای مثال وقتی ما با تلفن صحبت می کنیم در مرحله اول به دستگاهی به نام میکروفون نیاز داریم که صحبت های ما را تبدیل به سیگنال های الکتریکی کند تا این سیگنال در خطوط تلفن منتقل گردد. سپس در طرف دیگر به دستگاهی نیاز داریم که سیگنال های رسیده را به سیگنال های صوتی تبدیل کند تا فرد مقابل بتواند صدای ما را بشنود و مکالمه تلفنی برقرار گردد. رشته‌ مهندسی برق در مقطع‌ کارشناسی‌ دارای‌ 4 گرایش‌ الکترونیک‌، مخابرات‌، کنترل‌ و قدرت‌ است‌.

معرفی مهندسی برق

لیست دروس مقطع کارشناسی رشته مهندسی برق

دروس عمومی

تربیت بدنی 1 و 2 – زبان خارجی مقدماتی – متمم زبان – اخلاق اسلامی 1 – معارف اسلامی 1 و 2 – قرائت متون اسلامی – تاریخ اسلام – انقلاب اسلامی و ریشه های آن – ادبیات فارسی

دروس پایه

ریاضی عمومی 1 و 2 – معادلات دیفرانسیل  – برنامه سازی کامپیوتر – محاسبات عددی – آمار و احتمال مهندسی- فیزیک 1 و 2 – آز فیزیک 1 و 2 – کارگاه عمومی

دروس اصلی

ریاضی مهندسی – مقدمه ای بر مهندسی برق – کارگاه برق – زبان تخصصی برق – مدارهای الکتریکی 1 و 2 – اندازه گیری الکتریکی – آز مدار و اندازه گیری –  الکترونیک 1 و 2 – آز الکترونیک 1 و 2 – الکترومغناطیس – اخبار و سیستم ها – ماشین های الکتریکی 1 و 2 – آز ماشین های الکتریکی 1 – مخابرات 1 –

بررسی سیستم های قدرت 1 – کنترل سیستم های خطی – مدارهای منطقی – آز مدارهای منطقی – نقشه کشی صنعتی 1 – ساختار و زبان ماشین – کارآموزی

وظایف مهندس برق

کار مهندسین برق تحقیق، طراحی و توسعه ابزار و تجهیزات الکترونیکی در صنایع مختلف است، مانند :

مخابرات و ارتباطات –  موبایل، رادیو، تلویزیون و ارتباطات ماهواره ای

ارتباطات داده ای – کامپیوتر خانگی، لپ تاپ، کامپیوترهای جیبی و ماشین های خودپرداز بانک ها

پژوهش های علمی – آکوستیک، اپتیک، فیزیک و فناوری نانو

وسایل پزشکی – دستگاه های پزشکی و آزمایشگاهی

نظامی – ارتباطات، ناوبری و سیستم های تسلیحاتی

هوا و فضا – رادار، سیستم های هوانوردی و ارتباطی

حمل و نقل – سیستم های الکترونیکی خودرو، سیستم های رد یابی و مسافت سنج

لوازم خانگی – اعم از وسایل آشپزخانه تا اتاق پذیرایی

ساخت و تولید – ماشین آلات صنعتی و کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی

مهندس برق معمولا با گروهی از مهندسان و تکنسین های مختلف روی پروژه کار می کند.

بنابراین وظایف یک مهندس برق در یک پروژه را می توان به شرح زیر بیان کرد :

بررسی کاربردی بودن و قابل استفاده بودن جدیدترین تکنولوژی ها و نوآوری های حوزه برق و الکترونیک برای بکارگیری در روند پروژه

طراحی اجزا، نرم افزار، محصولات و سیستم های الکترونیکی برای کاربردهای تجاری، صنعتی، پزشکی، نظامی و علمی

تست نمونه های آزمایشگاهی و تجزیه و تحلیل داده ها

تهیه برنامه های فنی و عملی با استفاده از نرم افزارهای طراحی و مهندسی کامپیوتری

تخمین هزینه ها و نیروی انسانی مورد نیاز و انجام زمانبندی پروژه

هماهنگی فعالیت های تکنسین ها و کارگران

اطمینان از رعایت شدن مقررات مربوطه در پروژه ها

برنامه ریزی و نظارت بر برنامه های بازرسی، تعمیر و نگهداری

آشنایی با رشته ی مهندسی برق

گرایش های رشته مهندسی برق در ایران چیست؟

رشته مهندسی برق در مقطع کارشناسی دارای ۵ گرایش زیر است. در برخی دانشگاه ها ٬ گرایش دانشجو پس از گذراندن ۳ تا ۵ ترم مشخص می شود.

- مهندسی قدرت

- مهندسی الکترونیک

- مهندسی مخابرات

- مهندسی کنترل

- مهندسی پزشکی (بیوالکتریک)

در دانشگاه صنعتی شریف، دانشگاه تهران و دانشگاه صنعتی امیرکبیر گرایش سیستم های دیجیتال (که در تقسیم بندی پنج گانه، زیرمجموعه ای از گرایش الکترونیک محسوب می شود) به 5 گرایش فوق اضافه شده است. در دانشگاه صنعت آب و برق، علاوه بر گرایش قدرت، گرایش شبکه های انتقال و توزیع ایجاد شده است که ترکیبی از گرایش قدرت و مباحث مربوط به شبکه سراسری برق و مدیریت توزیع و مصرف می باشد.

رشته مهندسی برق در مقاطع کارشناسی دارای چهار گرایش الکترونیک، مخابرات، کنترل و قدرت است.

گرایش الکترونیک

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 تا پیچیده ترین ان ها 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 مختصصان میکروالکترونیک می باشد.

دروس مشترک در گرایش های مختلف مهندسی برق: ریاضی، معادلات دیفرانسیل، برنامه سازی کامپیوتر، محاسبات عددی، فیزیک، کارگاه عمومی، کارگاه برق، زبان تخصصی، نقشه کشی صنعتی، ریاضی مهندسی، مدارهای الکتریکی، اندازه گیری الکتریکی، الکترومغناطیس، الکترنیک، ماشین های الکتریکی مدارهای منطقی، تجزیه و تحلیل سیستم ها، سیستم های کنترل خطی، بررسی سیستم های قدرت، مخابرات، پروژه کارشناسی، کارآموزی.

دروس تخصصی گرایش الکترونیک: فیزیک مدرن، الکترونیک صنعتی، تکنیک پالس، معماری کامپیوتر، میکروپروسسور، مدارهای مخابراتی، پروژه آزمایشگاه الکترونیک.

گرایش مخابرات

گرایش مخابرات خود دارای چند زیرگرایش است. یکی از آنها گرایش سیستم می باشد که مهندس مخابرات با این گرایش در زمینه طراحی سیستم های مخابراتی جهت ارتباط اطلاعاتی (مانند شبکه های ارتباطی بانک ها)، سیستم های رادار و جنگ الکترونیک (به خصوص در زمینه های نظامی) و نصب و راه اندازی شبکه های ارتباط از راه دور (مانند موبایل) تخصص دارد. در گرایش دیگر که میدان است، مهندس مخابرات تسلط کافی در طراحی اجزای فرستنده – گیرنده های مخابراتی مانند طراحی آنتن‌ها ، طراحی موج بر و شبیه سازی آن‌ها دارد.

گرایش آخر، رمز، تهیه‌ پروتکل های مخابرات امن، تست و ارزیابی میزان امنیت شبکه‌های مخابراتی از تخصص های مهندس مخابرات در این حوزه است.برای مهندس برق با گرایش مخابرات فرصت های شغلی خوبی در پروژه های مخابراتی مختلف در بخش نظامی و غیر نظامی وجود دارد.

گرایش کنترل

هدف این علم، کنترل خروجی های یک سیستم بر مبنای ورودی های آن و با توجه به شرایط ویژه و نکات مورد نظر طراحی آن سیستم است. علم کنترل فقط در مهندسی برق مورد استفاده قرار نمی گیرد بلکه در شاخه های دیگری از علوم مهندسی و حتی علوم انسانی کاربرد دارد.

در کل هدف مهندسی کنترل، طراحی سیستمی است که بتواند عملکرد یک دستگاه را در حد مطلوب حفظ کند. خودکار کردن یا اتوماتیک کردن خط تولید، یکی دیگر از فعالیت های مهندسی کنترل است.

دروس تخصصی گرایش کنترل: الکترونیک صنعتی، اصول میکرو کامپیوتر ها، ترمودینامیک، سیستم های کنترل دیجیتال و غیر خطی، جبر خطی، سیستم های کنترل پیشرفته، مبانی تحقیق در عملیات، مکانیک سیالات، ابزار دقیق.

گرایش قدرت

هدف اصلی مهندسین این گرایش، تولید برق در نیروگاه ها، انتقال برق از طریق خطوط انتقال و توزیع آن در شبکه های شهری و در نهایت توزیع آن برای مصارف خانگی و کارخانجات است. بنابراین یک مهندس قدرت باید به روش های مختلف تولید برق، خطوط انتقال نیرو و سیستم های توزیع آشنا باشد.

دانشجویان این رشته در شاخه تولید با انواع نیروگاه های آبی، گازی، سیکل ترکیبی و ... آشنا می شوند. در بخش انتقال و توزیع نیز روش های مختلف انتقال برق اعم از کابل های هوایی و زیرزمینی را مطالعه می کنند. یکی دیگر از شاخه های قدرت، ماشین های الکتریکی است.

آشنایی با رشته برق مکانیکی

گرایش های کارشناسی ارشد و دکترا :

مدارهای مجتمع الکترونیک

افزاره های میکرو و نانو الکترونیک

سیستم های الکترونیک دیجیتال

مهندسی فوتونیک

مهندسی فوتونیک گرایش نانو فوتونیک

مهندسی پدافند غیر عامل گرایش افا ( استتار، فریب و اختفا )

مهندسی نانو فناوری گرایش نانوالکترونیک

مهندسی نانو فناوری گرایش نانوالکترومکانیک

مهندسی سیستم های میکرو و نانو الکترومکانیک

سیستم های قدرت

برنامه ریزی و مدیریت سیستم های انرژی الکتریکی

سامانه های برقی حمل و نقل

مهندسی راه آهن برقی

مهندسی سیستم های انرژی گرایش تکنولوژی انرژی

مهندسی سیستم های انرژی گرایش انرژی و محیط زیست

مهندسی سیستم های انرژی گرایش سیستم های انرژی

مهندسی انرژی های تجدیدپذیر

مهندسی هسته ای

مهندسی هسته ای گرایش کاربرد پرتوها

مهندسی هسته ای گرایش گداخت هسته ای

مهندسی هسته ای گرایش مهندسی پرتو پزشکی

مهندسی هسته ای گرایش مهندسی راکتور

مهندسی هسته ای گرایش مهندسی فیزیک بهداشت

الکترونیک قدرت و ماشین های الکتریکی

مخابرات میدان و موج

مخابرات نوری

مخابرات سیستم

مخابرات امن و رمزنگاری

شبکه های مخابراتی

مهندسی فناوری ماهواره

مهندسی صدا

مهندسی مخابرات امنیتی

کنترل

کنترل و علائم

مهندسی پزشکی گرایش بیوالکتریک

مهندسی پزشکی گرایش فناوری اطلاعات

مهندسی پزشکی گرایش مهندسی ورزش

مهندسی مکاترونیک

وظایف مهندس برق

کار مهندسین برق تحقیق، طراحی و توسعه ابزار و تجهیزات الکترونیکی در صنایع مختلف است، مانند :

مخابرات و ارتباطات -  موبایل، رادیو، تلویزیون و ارتباطات ماهواره ای

ارتباطات داده ای - کامپیوتر خانگی، لب تاپ، کامپیوترهای جیبی و ماشین های خودپرداز بانک ها

پژوهش های علمی - آکوستیک، اپتیک، فیزیک و فناوری نانو

وسایل پزشکی - دستگاه های پزشکی و آزمایشگاهی

نظامی - ارتباطات، ناوبری و سیستم های تسلیحاتی

هوا و فضا - رادار، سیستم های هوانوردی و ارتباطی

حمل و نقل - سیستم های الکترونیکی خودرو، سیستم های رد یابی و مسافت سنج

لوازم خانگی - اعم از وسایل آشپزخانه تا اتاق پذیرایی

ساخت و تولید - ماشین آلات صنعتی و کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی

مهندس برق معمولا با گروهی از مهندسان و تکنسین های مختلف روی پروژه کار می کند.

وظایف مهندس برق

بنابراین وظایف یک مهندس برق در یک پروژه را می توان به شرح زیر بیان کرد :

بررسی کاربردی بودن و قابل استفاده بودن جدیدترین تکنولوژی ها و نوآوری های حوزه برق و الکترونیک برای بکارگیری در روند پروژه

طراحی اجزا، نرم افزار، محصولات و سیستم های الکترونیکی برای کاربردهای تجاری، صنعتی، پزشکی، نظامی و علمی

تست نمونه های آزمایشگاهی و تجزیه و تحلیل داده ها

تهیه برنامه های فنی و عملی با استفاده از نرم افزارهای طراحی و مهندسی کامپیوتری

تخمین هزینه ها و نیروی انسانی مورد نیاز و انجام زمانبندی پروژه

هماهنگی فعالیت های تکنسین ها و کارگران

اطمینان از رعایت شدن مقررات مربوطه در پروژه ها

برنامه ریزی و نظارت بر برنامه های بازرسی، تعمیر و نگهداری

  بیشتر بخوانید: آشنایی با رشته مهندسی صنایع

وضعیت تحصیل در مقاطع بالاتر از کارشناسی

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 گرایش ها (اختیاری) یا رشته ای که برق زیر مجموعه‌ای برای آن تعریف شده، ادامه تحصیل نماید.

این رشته به صورت: مهندسی برق- الکترونیک (سه گرایش طراحی آنالوگ، مدارهای دیجیتال، ادوات میکرو و نانو الکترونیک)، برق- قدرت، برق- مخابرات (شامل گرایش های: میدان، سیستم، موج، رمز، مایکرونوری) برق- کنترل، مهندسی پزشکی (گرایش بیوالکتریک)،مهندسی مکاترونیک (شامل گرایش های: انسان جنبی ماشین، کنترل، رباتیک) مهندسی هسته ای (دو گرایش مهندسی رآکتور 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 گرایش های 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، گرایش های تخصصی تر این چهار گرایش است. رشته برق به دلیل کاربردی بودن آن در بسیاری از علوم مهندسی دیگر، برای فارغ التحصیلان امکان تحصیل در بسیاری گرایش ها و دانش ها را فراهم می کند.

آینده ی شغلی رشته ی برق

وضعیت تحصیل در مقاطع بالاتر از کارشناسی رشته برق صنعتی :

فارغ التحصیلان 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 گرایش ها یا رشته ای که برق زیر مجموعه ای برای آن تعریف شده، ادامه تحصیل نماید:

* مهندسی برق - الکترونیک (سه گرایش طراحی آنالوگ، مدارهای دیجیتال، ادوات میکرو و نانو الکترونیک).

* مهندسی برق - قدرت.

* مهندسی برق - مخابرات (شامل گرایش های: میدان و مایکروویو نوری، سیستم،رمز، شبکه).

* مهندسی برق - کنترل.

* مهندسی پزشکی (گرایش بیوالکتریک).

* مهندسی مکاترونیک (شامل گرایش های: انسان جنبی ماشین، کنترل، رباتیک).

* مهندسی هسته ای (شامل دو گرایش مهندسی رآکتور و مهندسی پرتو پزشکی.

* مهندسی کامپیوتر (شامل گرایش های: معماری کامپیوتر، هوش مصنوعی و رباتیک).

برای تحصیل در مقطع دکترای تخصصی، می توان، در هر یک از زیرشاخه‌های تخصصی تر گرایش های 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، گرایش های تخصصی تر این چهار گرایش است. رشته برق صنعتی به دلیل کاربردی بودن آن در بسیاری از علوم مهندسی دیگر، برای فارغ التحصیلان امکان تصیل در بسیاری گرایش ها و دانش ها را فراهم می کند.

آينده شغلی رشته مهندسی برق

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 بی کار هستند به دلیل این است که این افراد یا فقط در تهران دنبال کار می گردند یا در دوران تحصیل به جای یادگیری عمیق دروس و کسب توانایی های لازم ، تنها واحد های درسی خود را گذرانده اند.

فرصت های شغلی یک مهندس کنترل نیز بسیار گسترده است چون در هر جا که یک مجموعه عظیمی از صنعت مهندسی مثل کارخانه سیمان، خودروسازی، ذوب آهن و ... وجود داشته باشد، حضور یک مهندس کنترل ضروری است. و بالاخره یک مهندس مخابرات یا الکترونیک می تواند جذب وزارتخانه های ارتباطات و فناوری اطلاعات، صنایع، دفاع و سازمان های مختلف خصوصی و دولتی شود.

گردآوری: بخش علمی