برق

با قدرت اندیشه شاید هیچ ناشدنی وجود نداشته باشد.علاوه بر نیروی برق از هزاران سال پیش نیروی مغناطیسی نیز شناخته شده بود. داستان مهندسی برق از آنجا آغاز می‌گردد که رابطه بین این دو نیروی عظیم با یکدیگر کشف گردید. هانس کریستین اورستد، استاد دانشگاه کپنهاک در دانمارک،‌ برای اولین بار مـیـدان مـغـنـاطیسی مـربوط به جریان الکتریکی را کشف نمود. او مـتـوجـه شـد که عقربه قطب‌نما در اثـر مـجـاورت بـا یـک جـریـان الـکتـریـکی حـرکت می‌کند و بـنـابـرایـن نـتیـجه گـرفـت کـه مـیـدان مـغنـاطیـسی بـصورت دایـره‌ای شـکل بـه دور یـک سـیـم حـامـل جـریـان در فـضـا منتشـر مـی‌شود. وی‌ نتیجه مطالعات خود را در یک مقاله به تاریخ 21 جولای 1820 ارایه داد.

در روز 29 آگوست 1831، مایکل فاراده با اتصال یک سیم پیچ به یک باتری و اتصال سیم‌پیچ دیگری به یک گالوانومتر متوجه شد که با قطع و وصل کردن باتری در سیم پیچ دوم جریانی عبور می‌کند. این کشف به ظاهر ساده آغاز تحولی عظیم در زمینه مهندسی برق و به تبع آن جامعه بشری بود. در واقع کشف فاراده اساس کار ژنراتورها و موتورهای الکتریکی است. یعنی بشر بتواند انرژی الکتریکی تولید کند و سپس کارهای یدی خود را به ماشین‌های الکتریکی بسپارد تا فرصت برای اندیشیدن داشته باشد. البته کشف فاراده یک امر فی‌البداهه نبود، بلکه در ادامه کارهای دانشمندان و مهندسینی چون بنجامین فرانکلین، الساندرو ولتا، آندره آمپر بود و سپس افرادی چون جیمز ژول،‌روبرت ماکسول،‌توماس ادیسون و مارکونی در زمینه‌های کاربردی و علمی مهندسی برق کارهای بزرگی انجام دادند. همه این اکتشافات و اختراعات در زمینه مهندسی برق تاثیر شگرفی در پیشرفت های بشری داشتند و به جرات می‌توان رفاه و کیفیت بالای زندگی امروزی بشر را مرهون آنها دانست.

شبکه‌های برق از اوایل قرن بیستم میلادی، به سرعت در جهان رشد نمودند، به طوری که تا پایان این قرن امکان استفاده از انرژی برق تا دورترین نقطه کره‌زمین امکان‌پذیر شد. بموازات پیشرفت در زمینه‌های انرژی برق، در زمینه استفاده از امواج الکترومغناطیسی برای انتقال اطلاعات نیز پیشرفت‌های شگرفی صورت گرفت. ارتباطات ساده تلگرافی در آغاز قرن بیستم،‌ در پایان قرن تبدیل به امکانات تلفن تصویری و ماهواره‌ای گردید. با این مقدمه می‌توان تعریف جامعی از رشته مهندسی برق ارایه نمود.که در آن راجع به تولید، انتقال و توزیع انرژی و اطلاعات بحث می شود. در مورد انرژی، برق در نیروگاه‌ها تولید شده و توسط خطوط برق به مراکز مصرف انتقال یافته و سپس توریع می‌شود. به عنوان مثالی از انتقال اطلاعات می توان به تلویزیون اشاره کرد. تصاویر ابتدا توسط دوربین‌های فیلمبرداری تبدیل به سیگنال‌های الکتریکی می‌شوند وازطریق امواج الکترومغناطیسی توسط آنتن فرستنده ارسال و توسط آنتن گیرنده دریافت می‌شوند و سپس توسط دستگاه‌های گیرنده تصویر بازسازی می شود.

 با توجه به تعاریف فوق گرایش‌های مختلفی در زمینه مهندسی برق بوجود آمده اند تا اهداف مورد نظر را تأمین نمایند. از شاخه‌های اصلی مهندسی برق می توان گرایش های قدرت،‌ مخابرات،‌ الکترونیک، کنترل و مهندسی پزشکی (بیوالکتریک) را نام برد که به اختصار هر یک تشریح می شوند.

 گرایش قدرت:

این گرایش شامل کلیه امور مربوط به طراحی و بهرهبرداری سیستم انرژی الکتریکی از تولید تا مصرف است،‌ به طوری که بتوان انرژی الکتریکی را به صورت اقتصادی و با کیفیت لازم در اختیار مصرف کننده قرار داد. زمینه کاری برای فارغ التحصیلان این گرایش تنها محدود به شرکت‌های برق نمی‌شود، ‌بلکه کلیه کارخانه‌‌ها و کارگاه‌های بزرگ برای مدیریت شبکه برق خود نیاز به مهندسین قدرت دارند. علاوه براین شرکت‌های مهندسین مشاور و تاسیساتی نیازهای شغلی وسیعی به این گرایش دارند.

 گرایش مخابرات:

ایـن گـرایش مربوط به انتقال اطلاعات و ارتباطات به طرق مختلف مانند فیبر نوری و ماهـواره و همـچـنین تجهیزات و روش‌های مربوطه می‌باشد. پیشرفت‌های فناوری اطلاعات و ارتباطات در دو دهه اخیر نیاز به مهندسین ایـن گـرایش را افزایش داده است. در واقع رشد پیشرفت به حدی بوده است که در کشورهای پیشرفته صنعتی امکان تربیت صنعتی امکان تربیت متخصصین با این رشد نبوده و در نتیجه متخصصین کشورهای دیگر با ارایه امکانات بهتر جذب گردیدند. در حال حاضر امکانات شغلی علاوه بر شرکت‌های مخابراتی و همچنین نظامی، در شرکت های تولید کننده تجهیزات مخابراتی بسیار است.

 گرایش الکترونیک:

 این گرایش مربوط به طراحی و ساخت قطعات الکترونیکی مانند مدارهای مجتمع و وسایل نیمه هادی و همچنین طراحی و ساخت دستگاه ها و وسایل الکترونیکی مانند دستگاه های صوتی و تصویری می‌باشد تعداد این نوع دستگاه ها آنقدر زیاد است که در زندگی روزمره، هر فردی با تعدادی از آنها سروکار دارد. به همین دلیل این زمینه شغلی نسبتا شناخته شده‌است و نیازهای فراوانی به این مهندسین در کارخانه‌ها و شرکت‌های سازنده تجهیزات الکترونیکی وجود دارد.

گرایش کنترل:

 شـایـد بـتـوان این گـرایش را یک گرایش بین رشته‌ای تلقی نمود،‌یعنی علاوه بر رشته مهندسی بـرق در سایر رشته های مهندسی نیز این گرایش وجود دارد. در رشته مهندسی برق ایـن گـرایش شـامل طراحی روش هـا و تـجهیزاتی مـی‌شـود کـه کـنترل یک دستگاه کوچک ساده و یا یک کارخانه بـزرگ را بـر عهده دارند.این کنترل می‌تواند کنترل ساده درجه حرارت یک سیال و یا کنترل یک هواپیمای پهن پیکر در هنگام برخاستن یا فرود آمدن باشد. بنابـرایـن زمینه کاری این گرایش بسیار وسیع است و با توجه به اینکه فرآیند کنترل در کـلیه امور صنعتی استفاده می شود، امکانات کاری تقریباً در کلیه کارخانه‌‌ها و شرکت های صنعتی وجود دارد.

 گرایش مهندسی پزشکی (بیوالکتریک):

 شاید به جرات بتوان گفت که پیشرفتهای عمده اخیر در زمینه پزشکی مرهون پیشرفتهای مهندسی است. اگر بعنوان مثال جراحی قلب باز می‌توان انجام داد علت آن دستگاهی است که می‌تواند عمل قلب را، در مدت زمانی که قلب بیمار را از بدنش خارج شده و تحت عمل جراحی قرار گرفته است، انجام دهد. به همین دلیل این رشته در سالهای اخیر به‌تدریج در مجموعه گرایش‌های مهندسی برق قرار گرفته است. دانشجویان این رشته معمولاً علاوه بر آموزش‌های مـهنـدسی مـقـداری نـیـز آمـوزش پزشکی خواهندداشت به همین جهت و با توجه به حجم آموزش‌ها معمولا دانشجویان این رشته باید آمادگی ادامه تحصیل تا سطح کارشناسی ارشد را داشته باشند تا بهتر بتوانند مفید واقع شوند. بهر صورت در این رشته نیز امکانات کاری خوبی وجود خواهد داشت.

باید توجه داشت که اصولاً در یک دوره 4 ساله رشته مهندسی برق حدود 3 سال درس‌ها در گرایش های مختلف یکسان است. به همین جهت در دوره تحصیلات تکمیلی دانشجویان این امکان را خواهند داشت که در گرایشی به غیر از گرایش دوره کارشناسی خود ادامه تحصیل دهند. در خاتمه لازم به ذکر است که آموزش مهندسی برق در دانشگاه‌های دولتی ایران به طور اعم، و در دانشگاه‌ علم و صنعت ایران به طور اخص، مطابق با آخرین برنامه‌های درسی دانشگاه‌های معتبر جهان صورت می پذیرد و این امر موجب موفقیت فارغ التحصیلان دانشگاه علم و صنعت ایران در ادامه تحصیل در دانشگاه‌های معتبر جهان می باشد.

 دکتر صادق جمالی
دانشیار دانشکده مهندسی برق
دانشگاه علم و صنعت ایران