رشته مهندسی برق

محور اصلی فعالیت های مهندسی برق، تبدیل یک سیگنال به سیگنال دیگر است، و البته این سیگنال ممکن است که 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، و 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 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 آن هاست، 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 متخصصان میکروالکترونیک است.

برای مثال، یک سیستم گیرنده رادیو، نمونه ای از کنار هم قرار دادن قطعات مخلتف الکترونیکی برای دریافت موج ارسال شده از سوی فرستنده به گیرنده است. یعنی یک سیستم فرستنده و گیرنده برای کار هم به قطعات الکترونیکی و هم به سیستم های متشکل از قطعات الکترونیکی نیاز دارد، و این شامل بسیاری از دستگاه های الکتریکی از جمله سیستم پمپ مصنوعی تأمین کننده ضربان قلب، سیستم رله و حفاظت در یک نیروگاه برق و یا سیستم هدایت اتوماتیک یک هواپیما می شود.

درس های این رشته در طول تحصیل:

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 الکتریکی، الکترومغناطیس، الکترونیک، 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، فیزیک الکترونیک، الکترونیک صنعتی، تکنیک پالس، معماری کامپیوتر، میکروپروسسور، مدارهای مخابراتی، پروژه آزمایشگاه الکترونیک (بسیاری از درس های این رشته همراه با آزمایشگاه است).

گرایش قدرت

هدف اصلی مهندسان 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. ضمن آن که در بخش انتقال و توزیع نیز روش های مختلف انتقال برق اعم از کابل های هوایی و زیر زمینی را مطالعه می کنند. یکی دیگر از شاخه های قدرت، ماشین های الکتریکی است.

دروس تخصصی گرایش قدرت:

ماشین های الکتریکی تخصصی، حفاظت و رله، تأسیسات، تولید و نیروگاه، عایق و فشار قوی، ماشین های مخصوص.

توانایی های لازم:

مهندسی برق نیز مانند سایر رشته های مهندسی، بر مفاهیم فیزیکی و اصول ریاضیات استوار است و هر چه دانشجویان بهتر این مفاهیم را درک کنند، می توانند مهندس بهتری باشند. دانشجوی برق باید ذهنی خلاق و تحلیل گر داشته و همچنین به کار با وسایل برقی علاقه داشته باشد، چون گاهی اوقات دانشجویانی وارد این رشته می شوند که در ریاضی و فیزیک قوی هستند، اما در کارهای عملی ضعیفند.

موقعیت شغلی در ایران:

امروزه با توسعه صنایع کوچک و بزرگ در کشور، فرصت های شغلی زیادی برای مهندسان برق فراهم شده است، و اگر می بینیم که با این وجود، بعضی از فارغ التحصیلان این رشته بیکار هستند به دلیل آن 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 واحدهای درسی خود را گذرانده اند.

برای مثال، کارشناسان و متخصصان انرژی در کشور معتقدند که با توجه به نیاز فزاینده به انرژی در جهان کنونی و همچنین نرخ رشد انرژی الکتریکی در کشور، سالانه باید چند هزار مگا وات به ظرفیت تولید کشور افزوده شود. بی شک، چنین کاری نیاز به احداث نیروگاه های جدید و در نتیجه جذب فارغ التحصیلان متخصص برق و قدرت دارد.

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 وزارت خانه های ارتباطات و فن آوری اطلاعات، صنایع، دفاع و سازمان های مختلف خصوصی و دولتی شود.

گرایش مخابرات

مخابرات از دو گرایش میدان و سیستم تشکیل می شود. در گرایش میدان، دانشجویان با مفاهیم میدان های مغناطیسی، امواج، مایکروویو، آنتن و ... آشنا می شوند تا بتوانند مناسبت ترین وسیله را برای انتقال موجی از نقطه ای به نقطه ی دیگر پیدا کنند. برای مثال، اگر بخواهیم سیگنالی را از یک ایستگاه تلویزیونی به گیرندگان تلویزیونی منتقل کنیم، ابتدا باید این سیگنال را از طریق آنتن های خاص به صورت امواج منتشر ساخته و سپس در طرف گیرنده نیز آنتن های خانگی باید بتوانند این امواج را از فضا دریافت کنند تا از طریق دستگاه تلویزیون این امواج به امواج صوت و تصویر تبدیل شود.

قابل ذکر است که تمامی این ارسال و انتقال امواج، در حوزه گرایش میدان قرار می گیرد. در گرایش سیستم نیز دانشجویان فرا می گیرند که چگونه سیگنال ها را از شکلی به شکل دیگر تبدیل کنند. برای مثال، در همان سیستم تلویزیونی برای انتقال سیگنالی از اتاق تولید به آنتن، احتیاج به دستگاه فرستنده است که این دستگاه ترکیبی از قطعات الکترونیک بوده و به شیوه ای طراحی شده است که می تواند سیگنال تولید شده در آن محیط را به صورتی در آورد که به وسیله آنتن های فرستنده قابل ارسال باشد.

از سوی دیگر، در منازل نیز دستگاه تلویزیون یا رادیو شامل انواع سیستم های مخابراتی است که این سیستم، سیگنال های دریافتی از آنتن را تبدیل به سیگنال صوت و تصویر می کند. همچنین یکی از فعالیت های عمده مهندسی مخابرات گرایش سیستم، طراحی فیلترهای مختلفی است که می توانند اموج مزاحم شامل نویز یا پارازیت را از امواج اصلی تشخیص دهند و آن ها را حذف کنند و تنها امواج اصلی را از آنتن دریافت نمایند.

دروس تخصصی گرایش مخابرات:

الکترونیک (تخصصی)، مدارهای مخابراتی، مخابرات، فیلترها و سنتز مدارها، میدان ها و امواج، آنتن، مایکروویو، سیستم های انتقال، اصول میکروکامپیوتر (بسیاری از درس های این رشته همراه با آزمایشگاه است.)

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 نیز کاربرد دارد. برای مثال، در یک کارخانه نورد، برای آنکه بتوان قطعات آهنی را به شکل مورد نظر در آورد، لازم است که دو قطعه اصلی نورد که توسط موتورهای الکتریکی چرخانده می شود، دارای چرخش یکسانی باشند و این یکسانی در چرخش نیاز به سیستم کنترل بسیار دقیقی دارد که یک مهندس برق گرایش کنترل می تواند این کار را با طراحی یک مدار الکتریکی انجام دهد. در کل هدف مهندسی کنترل، طراحی سیستمی است که بتواند عملکرد یک دستگاه را در حد مطلوب حفظ کند. خودکار یا اتوماتیک کردن خط تولید، یکی دیگر از فعالیت های مهندسی کنترل است.

دروس تخصصی گرایش کنترل:

الکترونیک صنعتی، اصول میکروکامپیوترها، ترمودینامیک، سیستم های کنترل دیجیتال و غیر خطی، جبر خطی، سیستم های کنترل پیشرفته، مبانی تحقیق در عملیات، مکانیک سیالات، ابزار دقیق (بسیاری از درس های این رشته همراه با آزمایشگاه است.)