معرفی رشته مهندسی برق : بررسی گرایش ها و دروس این رشته

رشته مهندسی برق یک رشته ای است که در آن به طراحی و بکارگیری تجهیزات، دستگاه ها و سیستم هایی که از الکترونیک و الکترومغناطیس استفاده می کنند، می پردازد . مهندسی برق امروزه با بسیاری از رشته های مهندسی همپوشانی دارد و تعداد بسیار زیادی از تخصص ها شامل مهندسی سخت افزار، الکترونیک قدرت، الکترومغناطیس و امواج، مهندسی مایکروویو، مهندسی پزشکی، نانوتکنولوژی، الکتروشیمی، انرژی های تجدید پذیر، مکاترونیک و علم مواد الکتریکی را در بر می گیرند. در واقع با این تعرف می توان گفت این رشته پایه بسیاری از رشته های مهندسی است.

مهندس برق کسی است که سیستم های الکتریکی جدیدی را طراحی کرده و توسعه می دهد، و با آزمودن تجهیزات ، مشکلات این سیستم ها را حل می کند. افراد در این رشته فیزیک و ریاضیات برق، الکترومغناطیس و الکترونیک را در هر دو سیستم در مقیاس بزرگ و کوچک برای پردازش اطلاعات و انتقال انرژی و داده مطالعه و استفاده می کنند.

کاربردهای رشته مهندسی برق

• رایانه ، تبلت یا تلفن هوشمندی که هر روز از آن استفاده می کنید شاهکار طراحی مهندسی برق است.
• روبات ها و تمام سنسورها ، محرک ها ، ریزپردازنده ها و سیستم های پیچیده کنترل بازخورد توسط مهندسین برق طراحی می شوند!
• پروژه های فضایی  ارتباطات فضایی عمیق ، سیستم های کنترل قوی ، GPS زمینی فوق العاده برای ناوبری و موقعیت یابی ، تولید برق و شبکه های ذخیره سازی ، سیستم های تصویربرداری  توسط مهندسین برق امکان پذیر است.
• فناوری پزشکی پیشرفته ای که در یک بیمارستان مدرن با آن روبرو می شوید از جمله دستگاههای تصویربرداری CT ، MRI و PET ، مانیتورهای نوار قلب و فشار خون ، همه بر اساس اصول مهندسی برق است.

گرایش های مختلف مهندسی برق

مهندسی برق نیز مانند بسیاری از رشته های دیگر مهندسی از دیگر زیرشاخه های گروه ریاضی است که گرایش های زیادی دارد . ما دراین بخش به معرفی رایج ترین گرایش های این رشته می پردازیم. اگرچه مهندسین برقی وجود دارند که منحصرا روی یکی از این گرایش ها تمرکز می کنند، اما بیشتر مهندسین برق با ترکیبی از آنها سر و کار دارند.

لازم به ذکر است تفاوت زیادی بین گرایش های مقطع لیسانس رشته برق وجود ندارد و هر گرایش با دیگری تنها ۳۰ واحد تفاوت دارد.

گرایش الکترونیک

در این گرایش همه چیزهایی که با آن سر و کار خواهید داشت بر اساس حرکت الکترون‌ها است. به همین دلیل می‌توان گفت که این گرایش را الکترونیک نامیده‌اند.

گرایش الکترونیک در واقع پلی است بین تمام گرایش‌های برق. اگر شخصی بخواهد وارد چنین گرایشی شود نیاز دارد در زمینه‌های مختلف اطلاعات کسب کند. در گرایش الکترونیک به بررسی و طراحی و ساخت مدارات الکترونیکی پرداخته می‌شود.

البته باید به این نکته توجه کرد که الکترونیک نیز خود زیرشاخه‌های دیگری دارد. از اصلی‌ترین زیرشاخه‌های آن میتوان آنالوگ یا طراحی مدارات مجتمع، دیجیتال و قطعات نانوالکتریک و گرایشDevice یا وسیله را عنوان کرد. در گرایش آنالوگ به طراحی و ساخت مدارات مجتمع و غیر مجتمع پرداخته می‌شود. در گرایش دیجیتال غالبا به برنامه‌نویسی و کدنویسی پرداخته می‌شود و گرایش Device  نحوه طراحی و ساخت یک المان الکترونیکی را بررسی می‌کند.

یک مهندس الکترونیک طرح‌هایی را به صورت مداری طراحی میکند که مهندسین کنترل و مخابرات به صورت سیستمی طراحی کرده اند و پس از انجام شبیه‌سازی به ساخت آن می پردازد. در این گرایش، یادگیری نرم‌افزاریکی از مهمترین نکته ها است. یک مهندس الکترونیک خوب برای موفقیت باید حتما با نرم‌افزارهای مختلف رشته خود در زمینه طراحی مدارات مختلف آشنا باشد.

گرایش مخابرات

هدف از مخابرات ارسال و انتقال اطلاعات از نقطه ای به نقطه دیگر است که این اطلاعات می تواند صوت، تصویر یا داده های کامپیوتری باشد.

یکی از فعالیت های مهم مهندسان مخابرات گرایش سیستم، طراحی فلیترهای مختلفی است که می توانند امواج مزاحم شامل صوت یا پارازیت را از امواج اصلی تشخیص و آنها را حذف کرده و تنها امواج اصلی را از آنتن دریافت کنند.

گفتنی است که امروزه با توسعه مخابرات بی سیم، ارتباط نزدیکتری بین دو گرایش میدان و سیستم ایجاد شده است. برای نمونه در گوشی تلفن همراه ما هم تجهیزات مربوط به مدارهای مخابراتی و هم تجهیزات مربوط به فرستنده و هم آنتن گیرنده را داریم. از همین رو یک مهندس مخابرات امروزه باید از هر دو گرایش به خوبی اطلاع داشته باشد تا بتواند یک دستگاه بی سیم را طراحی کند.

گرایش قدرت

گرایش قدرت قدیمی ترین گرایش رشته برق است که در آن به بررسی سیستم های انتقال و توزیع برق می پردازند.البته می توان گفت گرایش برق قدرت با بخشی از برق که ولتاژ وجریان بالایی دارد سروکار دارد. برای درک بهتر می توان گفت یک مهندس برق-قدرت روی نحوه انتقال و توزیع برق از منبع تولید یعنی نیروگاه برق به جاهای مختلف کار می کند. این گرایش نیز امروزه به  زیر شاخه هایی تقسیم می شود. از زیر شاخه های گرایش برق-قدرت می توان به ماشین های الکتریکی  که به بررسی موتورها و ژنراتوها می پردازد، سیستم های قدرت و فشار قوی که به طراحی سیستم هاو روش های انتقال و توزیع برق می پردازد و نیز الکترونیک قدرت  که ترکیبی از برق الکترونیک و برق قدرت  است و با مدارات با توان و ولتاژ بالا سروکار دارد، اشاره کرد.

گرایش کنترل

در گرایش کنترل، همانگونه که از اسم آن مشخص است به بررسی نحوه کنترل سیستم های برقی می پردازد. به این صورت که مهندسین کنترل سیستم هایی را طراحی می کنند که سایر سیستم های برقی را به خوبی کنترل کنند و با توجه به آن سیستم بتواند پایدار یا ناپایدار بماند.

نکته دیگر در گرایش کنترل این است که، تمام سیستم های الکتریکی نیازمند بخش کنترلی هستند  وبخش کنترلی سیستم های الکتریکی یکی از مهم ترین بخش های هر سیستم برقی است. به همین دلیل هم یک مهندسی کنترل باید طراحی های خود بسیاردقت کنند.

این مهم است که مهندسین این گرایش نرم افزارهای مرتبط را برای طراحی  سیستم های خود یاد بگیرند.

معرفی دروس رشته مهندسی برق

دروس‌ مشترک‌ در‌ گرایش‌های‌ مختلف‌ مهندسی برق:

ریاضی‌، معادلات‌ دیفرانسیل‌، برنامه‌سازی‌ کامپیوتر، محاسبات‌ عددی‌، فیزیک‌، کارگاه‌ عمومی‌، کارگاه‌ برق‌، زبان‌ تخصصی‌، نقشه‌کشی‌ صنعتی‌، ریاضی‌ مهندسی‌، مدارهای‌ الکتریکی‌، اندازه‌گیری‌ الکتریکی‌، الکترومغناطیس‌، الکترونیک‌، ماشین‌های‌ الکتریکی‌، مدارهای‌ منطقی‌، تجزیه‌ و تحلیل‌ سیستم‌ها، سیستم‌های‌ کنترل‌ خطی‌، بررسی‌ سیستم‌های‌ 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 درس‌های‌ این‌ رشته‌ همراه با آزمایشگاه‌ است).

دروس‌ تخصصی‌ گرایش‌ مخابرات‌:

الکترونیک‌ (تخصصی‌)، مدارهای‌ مخابراتی‌، مخابرات‌ ، فیلترها و سنتز مدارها، میدان‌ها و امواج‌، آنتن‌، مایکروویو، سیستم‌های‌ انتقال‌ ، اصول‌ میکروکامپیوتر. (بسیاری‌ از درس‌های‌ این‌ رشته‌ همراه با آزمایشگاه‌ است).

دروس‌ تخصصی‌ گرایش‌ قدرت‌:

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

دروس‌ تخصصی‌ گرایش‌ کنترل‌:

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

بازار کار و آینده شغلی

فارغ التحصیلان گرایش های مختلف برق در همه دنیا می توانند مسیرهای شغلی خوبی داشته باشند. صنایع خدمات مهندسی، معماری، تولید، انتقال و توزیع، خدمات تحقیق و توسعه به مهندسین برق نیاز دارند. با توجه به پیش بینی های انجام شده توسط دفتر آمار کار، رشد شغلی برای این مهندسین بسیار خوب است. سرعت سریع فناوری از عوامل دیگر برای پیش بینی فرصت و آینده شغلی خوب برای این رشته بشمار می آید.

بیشتر کشورها برای بهبود شبکه های برق کشورشان نیاز به مهندسان تخصصی در حوزه برق دارد، همین عامل سبب می شود فرصت های شغلی زیادی برای این مهندسین به وجود بیاید.

البته اکنون به دلیل اشباع شدن کشورمان از مهندسین برق طی سالیان اخیر، فرصت‌های شغلی برای این قشر کم شده است. اما نکته حائز اهمیت این است که در طی سال‌های اخیر به دلیل سختی این رشته و تمایل اکثر دانشجویان برای رفتن به رشته تجربی، بسیار احتمال می‌رود که بازار کار رشته مهندسی برق در آینده‌ای نزدیک رو به بهبودی رود و دانشجویان بتوانند در سازمان‌های بسیار مختلفی مشغول به کار شوند.