معرفي رشته مهندسي برق
هدف
يکي از بهترين تعريف هايي که از مهندسي برق شده است، اين است که محور اصلي فعاليت هاي 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.
مهندسي برق داراي چهار گرايش است که در زير بطور اجمالي به بررسي آنها مي پردازيم و در قسمت معرفي گرايشها به تفصيل در مورد هر کدام صحبت خواهم کرد
مهندسي برق
- الکترونيک: الکترونيک علمي است که به بررسي حرکت الکترون در دوره گاز، خلاء و يا نيمه رسانا و اثرات و کاربردهاي آن مي پردازد. با توجه به اين تعريف، مهندس الکترونيک در زمينه ساخت قطعات الکترونيک و کاربرد آن در مدارها، فعاليت مي کند. به عبارت ديگر، زمينه فعاليت مهندسي الکترونيک را مي توان به دو شاخه اصلي "ساخت قطعه و کاربرد مداري قطعه" و "طراحي مدار" تقسيم کرد.
مهندسي برق
- مخابرات: مخابرات، گرايشي از مهندسي برق است که در حوزه ارسال و دريافت اطلاعات فعاليت مي کند. مهندسي مخابرات با ارائه نظريه ها و مباني لازم جهت ايجاد ارتباط بين دو يا چند کاربر، انجام عملي فرايندها را به طور بهينه ممکن مي سازد. پس هدف از مهندسي مخابرات، پرورش متخصصان در چهار زمينه اصلي اين گرايش است شامل فرستنده، مرحله مياني، گيرنده و گسترش شبکه که گستره هر کدام عبارتند از:
فرستنده: شامل آنتن، نحوه ارسال و ...
مرحله مياني: شامل خط انتقال و محاسبات مربوط و ...
گيرنده: شامل آنتن، نحوه دريافت، تشخيص و ...
گسترش شبکه: مشتمل بر تعميم خط ارتباطي ساده، ادوات سويچينگ ، ارتباط بين مجموعه کاربرها و ...
مهندسي برق
- کنترل: کنترل، در پيشرفت علم نقش ارزنده اي را ايفا مي کند و علاوه بر نقش کليدي در فضاپيماها و هدايت موشکها و هواپيما، به صورت بخش اصلي و مهمي از فرايندهاي صنعتي و توليدي نيز درآمده است. به کمک اين علم مي توان به عملکرد بهينه سيستمهاي پويا، بهبود کيفيت و ارزانتر شدن فرآورده ها، گسترش ميزان توليد، ماشيني کردن بسياري از عمليات تکراري و خسته کننده دستي و نظاير آن دست يافت. هدف سيستم کنترل عبارت است از کنترل خروجيها به روش معين به کمک وروديها از طريق اجزاي سيستم کنترل که مي تواند شامل اجزاي الکتريکي، مکانيک و شيميايي به تناسب نوع سيستم کنترل باشد.
ماهيت
انرژي اگر بنيادي ترين رکن اقتصاد نباشد، يکي از ارکان اصلي آن به شمار مي آيد و در اين ميان برق به عنوان عالي ترين نوع انرژي جايگاه ويژه اي دارد. تا جايي که در دنياي امروز ميزان توليد و مصرف اين انرژي در شاخه توليد، شاخص رشد اقتصادي جوامع و در شاخه خانگي و عمومي يکي از معيارهاي سنجش رفاه محسوب مي شود.
دانش آموختگان اين رشته مي توانند در زمينه هاي طراحي، ساخت، بهره برداري، نظارت، نگهداري، مديريت و هدايت عمليات سيستم ها عمل نمايند.
گرايش هاي مقطع ليسانس
رشته مهندسي برق در مقطع کارشناسي داراي 4 گرايش الکترونيک، مخابرات، کنترل و قدرت(1) است. البته گرايش هاي فوق در مقطع ليسانس تفاوت چنداني با يکديگر ندارند و هر گرايش با گرايش ديگر تنها در 30 واحد يا کمتر متفاوت است. و حتي تعدادي از فارغ التحصيلان مهندسي برق در بازار کار جذب گرايشهاي ديگر اين رشته مي شوند. با اين وجود ما براي آشنايي هر چه بيشتر شما گرايشهاي فوق را به اجمال معرفي مي کنيم.
گرايش الکترونيک
دکتر کمره اي استاد مهندسي برق دانشگاه تهران در معرفي اين گرايش مي گويد:
"گرايش الکترونيک به دو زير بخش عمده تقسيم مي شود. بخش اول ميکروالکترونيک است که شامل علم مواد، فيزيک الکترونيک، طراحي و ساخت قطعات از ساده ترين آنها تا پيچيده ترين آنها است و بخش دوم نيز مدار و سيستم ناميده مي شود و هدف آن طراحي و ساخت سيستم ها و تجهيزات الکترونيکي با استفاده از قطعات ساخته شده توسط متخصصان ميکروالکترونيک است.
دکتر جبه دار نيز در معرفي اين گرايش مي گويد: گرايش الکترونيک يکي از گرايشهاي جالب مهندسي برق است که محور اصلي آن آشنايي با قطعات نيمه هادي، توصيف فيزيکي اين قطعات، عملکرد آنها و در نهايت استفاده از اين قطعات، براي طراحي و ساخت مدارها و دستگاههاي است که کاربردهاي فني و روزمره زيادي دارند."
گرايش مخابرات
هدف از مخابرات ارسال و انتقال اطلاعات از نقطه اي به نقطه ديگر است که اين اطلاعات مي تواند صوت، تصوير يا داده هاي کامپيوتري باشد.
دکتر جبه دار در مورد شاخه هاي مختلف اين گرايش مي گويد: "مخابرات از دو گرايش ميدان و سيستم تشکيل مي شود. که در گرايش ميدان، دانشجويان با مفاهيم ميدان هاي مغناطيسي، امواج، ماکروويو، آنتن و ... آشنا مي شوند تا بتوانند مناسبترين وسيله را براي انتقال موجي از نقطه اي به نقطه ديگر پيدا کنند.
همچنين يکي از فعاليت هاي عمده مهندسي مخابرات گرايش سيستم، طراحي فليترهاي مختلفي است که مي توانند امواج مزاحم شامل صوت يا پارازيت را از امواج اصلي تشخيص و آنها را حذف کرده و تنها امواج اصلي را از آنتن دريافت کنند.
گفتني است که امروزه با توسعه مخابرات بي سيم، ارتباط نزديکتري بين دو گرايش ميدان و سيستم ايجاد شده است. براي نمونه در گوشي تلفن همراه ما هم تجهيزات مربوط به مدارهاي مخابراتي و هم تجهيزات مربوط به فرستنده و هم آنتن گيرنده را داريم. از همين رو يک مهندس مخابرات امروزه بايد از هر دو گرايش بخوبي اطلاع داشته باشد تا بتواند يک دستگاه بي سيم را طراحي کند."
گرايش کنترل
"
اگر بخواهيم يک تعريف کلي از کنترل ارائه دهيم، مي توانيم بگوييم که هدف اين علم، کنترل خروجي هاي يک سيستم بر مبناي ورودي هاي آن و با توجه به شرايط ويژه و نکات مورد نظر طراحي آن سيستم مي باشد."
دکتر کمره اي در ادامه معرفي علم کنترل مي گويد: "علم کنترل فقط در مهندسي برق مورد استفاده قرار نمي گيرد. بلکه در شاخه هاي ديگري از علوم مهندسي و حتي علوم انساني کاربرد دارد. به عنوان نمونه کنترل فرآيند تصفيه نفت در يک پالايشگاه، کنترل عملکرد يک نيروگاه برق، سيستم کنترل ناوبري يک کشتي و يا کنترل تحولات و تغييرات جمعيتي نمونه هاي متنوعي از کاربرد علم کنترل مي باشد.
گفتني است که گرايش کنترل داراي زير بخش هاي متنوعي مانند کنترل خطي، غيرخطي، مقاوم، تطبيقي، ديجيتالي، فازي و غيره است."
دکتر جبه دار نيز با اشاره به اينکه گرايش کنترل منحصر به مهندسي برق نمي شود، مي گويد:
"در رشته هاي مهندسي مکانيک، مهندسي شيمي، مهندسي هوافضا، مهندسي سازه و مهندسي هاي ديگر نيز ما شاهد علم کنترل هستيم اما نوع سيستم کنترلي در هر رشته مهندسي متفاوت است. براي مثال در مهندسي مکانيک نوع کنترل، مکانيکي و در مهندسي شيمي براساس فرآيندهاي شيميايي است. اما در کل هدف مهندسي کنترل، طراحي سيستمي است که بتواند عملکرد يک دستگاه را در حد مطلوب حفظ کند.
دکتر جبه دار در ادامه درباره فعاليت هاي ديگر مهندسي کنترل مي گويد: "خودکار کردن يا اتوماتيک کردن خط توليد، يکي ديگر از فعاليت هاي مهندسي کنترل است. يعني مهندس کنترل مي تواند به گونه اي خط توليد را هماهنگ و کنترل کند که محصول توليد شده طبق برنامه تعيين شده و با بهترين کيفيت به دست آيد."
گرايش قدرت
دکتر جبه دار در معرفي اين گرايش مي گويد: "هدف اصلي مهندسين اين گرايش، توليد برق در نيروگاهها، انتقال برق از طريق خطوط انتقال و توزيع آن در شبکه هاي شهري و در نهايت توزيع آن براي مصارف خانگي و کارخانجات است. بنابراين يک مهندس قدرت بايد به روشهاي مختلف توليد برق، خطوط انتقال نيرو و سيستم هاي توزيع آشنا باشد."
دکتر کمره اي نيز در معرفي اين گرايش مي گويد: "گرايش قدرت به آموزش و پژوهش در زمينه طراحي و ساخت سيستم هاي مورد استفاده در توليد، توزيع، مصرف و حفاظت از برق مي پردازد.
به عبارت ديگر دانشجويان اين رشته در شاخه توليد با انواع نيروگاههاي آبي، گازي، سيکل ترکيبي و ... آشنا مي شوند. و در بخش انتقال و توزيع، روشهاي مختلف انتقال برق اعم از کابلهاي هوايي و زيرزميني را مطالعه مي کنند و در شاخه حفاظت نيز انواع وسايل و تجهيزات حفاظتي که در مراحل مختلف توليد، توزيع، انتقال و مصرف انرژي، انسانها و تاسيسات را در برابر حوادث مختلف محافظت مي کنند، مورد بررسي قرار مي دهند که از آن ميان مي توان به انواع رله ها، فيوزها، کليدها و در نهايت سيستم هاي کنترل اشاره کرد.
يکي ديگر از شاخه هاي قدرت نيز ماشين هاي الکتريکي است که شامل ژنراتورها، ترانسفورماتورها و موتورهاي الکتريکي مي شود که اين شاخه از زمينه هاي مهم صنعتي و پژوهشي گرايش قدرت است."
آينده شغلي، بازار کار، درآمد
"
امروزه با توسعه صنايع کوچک و بزرگ در کشور، فرصت هاي شغلي زيادي براي مهندسين برق فراهم شده است و اگر مي بينيم که با اين وجود بعضي از فارغ التحصيلان اين رشته بيکار هستند، به دليل اين است که اين افراد يا فقط در تهران دنبال کار مي گردند و يا در دوران تحصيل به جاي يادگيري عميق دروس و در نتيجه کسب توانايي هاي لازم، تنها واحدهاي درسي خود را گذرانده اند.
همچنين يک مهندس خوب بايد، کارآفرين باشد يعني به دنبال استخدام در موسسه يا وزارتخانه اي نباشد بلکه به ياري آگاهي هاي خود، نيازهاي فني و صنعتي کشور را يافته و با طراحي سيستم ها و مدارهاي خاصي اين نيازها را برطرف سازد. کاري که بعضي از فارغ التحصيلان ما انجام داده و خوشبختانه موفق نيز بوده اند."
دکتر کمره اي نيز در اين زمينه مي گويد: "اگر يک فارغ التحصيل برق داراي توانايي هاي لازم باشد، با مشکل بيکاري روبرو نخواهد شد. در حقيقت امروزه مشکل اصلي اين است که بيشتر فارغ التحصيلان توانمند و با استعداد اين رشته به خارج از کشور مهاجرت مي کنند و ما اکنون با کمبود نيروهاي کارآمد در اين رشته روبرو هستيم."
يکي از اساتيد مهندسي برق دانشگاه علم و صنعت ايران نيز در مورد فرصت هاي شغلي فارغ التحصيلان اين رشته مي گويد: "طبق نظر کارشناسان و متخصصان انرژي در کشور، با توجه به نياز فزاينده به انرژي در جهان کنوني و همچنين نرخ رشد انرژي الکتريکي در کشور، سالانه بايد حدود 1500 مگاوات به ظرفيت توليد کشور افزوده شود که اين نياز به احداث نيروگاههاي جديد و همچنين فارغ التحصيلان متخصص برق و قدرت دارد.
فرصت هاي شغلي يک مهندس کنترل نيز بسيار گسترده است چون در هر جا که يک مجموعه عظيمي از صنعت مهندسي مثل کارخانه سيمان، خودروسازي، ذوب آهن و ... وجود داشته باشد، حضور يک مهندسي کنترل ضروري است. و بالاخره يک مهندس مخابرات يا الکترونيک مي تواند جذب وزارتخانه هاي پست و تلگراف و تلفن، صنايع، دفاع و سازمانهاي مختلف خصوصي و دولتي شود."
توانايي هاي مورد نياز و قابل توصيه
توانايي علمي: "مهندسي برق نيز مانند مابقي رشته هاي مهندسي بر مفاهيم فيزيکي و اصول رياضيات استوار است و هر چه دانشجويان بهتر اين مفاهيم را درک کنند، مي توانند مهندس بهتري باشند. در اين ميان گرايش الکترونيک وابستگي شديدي به فيزيک بخصوص فيزيک الکترونيک و فيزيک نيمه هادي ها دارد. در گرايش مخابرات نيز درس فيزيک اهميت بسياري دارد زيرا دروس اصلي اين رشته بخصوص در شاخه ميدان شامل الکترومغناطيس و امواج مي شود."
داشتن ضريب هوشي بالا و تسلط کافي بر رياضيات، فيزيک و زبان خارجي از ضرورتهاي ورود به اين رشته است.
علاقمنديها: دانشجوي برق بايد ذهني خلاق و تحليل گر داشته باشد. همچنين به کار با وسايل برقي علاقه داشته باشد چون گاهي اوقات با دانشجوياني روبرو مي شويم که در رياضي و فيزيک قوي هستند اما در کارهاي عملي ضعيف اند. چنين دانشجوياني براي رشته هاي مهندسي مناسب نيستند و بهتر است رشته هاي ذهني و انتزاعي مثل رياضي يا فيزيک را انتخاب کنند.
وضعيت ادامه تحصيل در مقاطع بالاتر
: (کارشناسي ارشد و ...)
فارغ التحصيل در مقطع کارشناسي برق که مدرک خود را در يکي از چهار گرايش الکترونيک، مخابرات، قدرت و کنترل مي گيرد، مي تواند در يکي از اين گرايشها (اختياري) يا رشته اي که برق زير مجموعه اي براي آن تعريف شده، ادامه تحصيل نمايد. اين رشته به صورت: مهندسي برق- الکترونيک، برق- قدرت، برق- مخابرات (شامل گرايش هاي: ميدان، سيستم، موج، رمز، مايکرونوري) برق- کنترل، مهندسي پزشکي (گرايش بيوالکتريک)، مهندسي هسته اي (دو گرايش مهندسي راکتور و مهندسي پرتو پزشکي، مهندسي کامپيوتر (معماري کامپيوتر، هوش مصنوعي و رباتيک) است. براي تحصيل در مقطع دکتراي تخصصي، مي توان، در هر يک از زيرشاخه هاي تخصصيتر گرايشهاي ياد شده ميزان مورد نياز واحدها را اخذ کرد و رساله دکتري را در همان موضوع خاص ارائه داد. مسلم است اين زير شاخه ها، گرايشهاي تخصصي تر اين چهار 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 خواهد داشت. رشته برق به دليل کاربردي بودن آن در بسياري از علوم مهندسي ديگر، براي فارغ التحصيلان امکان تحصيل در بسياري گرايشها و دانشها را فراهم مي کند.
