هدف و ماهیت
یکی از بهترین تعریف‌هایی که از رشته مهندسی برق شده است، این است که محور اصلی فعالیت‌های رشته مهندسی برق، تبدیل یک سیگنال به سیگنال دیگر است. 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 می‌کنیم در مرحله اول به دستگاهی به نام میکروفون نیاز داریم که صحبت‌های ما را تبدیل به سیگنال‌های الکتریکی کند تا این سیگنال‌ها به خطوط تلفن منتقل گردد. سپس در طرف دیگر به دستگاهی نیاز داریم که سیگنال‌های رسیده را به سیگنال‌های صوتی تبدیل کند تا فرد مقابل بتواند صدای ما را بشنود و مکالمه تلفنی برقرار گردد.
انرژی اگر بنیادی‌ترین رکن اقتصاد نباشد، یکی از ارکان اصلی آن به شمار می‌آید و در این میان برق به عنوان عالی‌ترین نوع انرژی جایگاه ویژه‌ای دارد. تا جایی‌که در دنیای امروز میزان تولید و مصرف این انرژی در شاخه‌ی تولید، شاخص رشد اقتصادی جوامع و در شاخه خانگی و عمومی یکی از معیارهای سنجش رفاه محسوب می‌شود.
به همین دلیل در بسیاری از کشورها، صنعت برق به عنوان صنعت مادر یا مادر صنایع به شمار می‌آید. صنعتی که برای توسعه و پیشرفت نیازمند نیروهای جوان، کارآمد و دارای تحصیلات عالی است و از همین‌رو در دانشگاه‌های معتبر جهان رشته مهندسی برق یکی از رشته‌های مهم، علمی و کاربردی می‌باشد .
دانش‌آموختگان رشته مهندسی برق می‌توانند در زمینه‌های طراحی، ساخت، بهره‌برداری، نظارت، نگهداری، مدیریت و هدایت عملیات سیستم‌ها عمل نمایند.
توانایی‌های مورد نیاز و قابل توصیه
توانایی علمی: رشته مهندسی برق نیز مانند مابقی رشته‌های مهندسی بر مفاهیم فیزیکی و اصول ریاضیات استوار است و هر چه دانشجویان بهتر این مفاهیم را درک کنند، می‌توانند مهندس بهتری باشند. در این میان گرایش الکترونیک وابستگی شدیدی به فیزیک به خصوص فیزیک الکترونیک و فیزیک نیمه هادی‌ها دارد. در گرایش مخابرات نیز درس فیزیک اهمیت بسیاری دارد زیرا دروس اصلی این رشته به خصوص در شاخه میدان شامل الکترومغناطیس و امواج می‌شود. داشتن ضریب هوشی بالا و تسلط کافی بر ریاضیات، فیزیک و زبان خارجی ازضرورت‌های ورود به این رشته است.
علاقمندی‌ها: دانشجوی رشته مهندسی برق باید ذهنی خلاق و تحلیل‌گر داشته باشد. همچنین به کار با وسایل برقی علاقه داشته باشد چون گاهی اوقات با دانشجویانی روبرو می‌شویم که در ریاضی و فیزیک قوی هستند اما در کارهای عملی ضعیف‌اند. چنین دانشجویانی برای رشته‌های مهندسی مناسب نیستند و بهتر است رشته‌های ذهنی و انتزاعی مثل ریاضی یا فیزیک را انتخاب کنند.
توانایی‌های فارغ‌التحصیلان کارشناسی ارشد و دکتری
در دوره‌ی کارشناسی ارشد و دکتری، که بیش از آموزش، پژوهش و تحقیق در آنها مد نظر قرار می‌گیرد، عمدتاً جنبه‌های نظریه‌ای و محاسباتی آن دانش مطرح می‌شود. بنابراین توانایی‌هایی که در این مقطع به دست می‌آید توانایی‌های محاسباتی، نظریه‌ای و علمی خواهد بود که این توانایی‌ها در رساله‌ی دکتری، برای اجرای یک طرح تحقیقاتی، کاربردی کردن یک موضوع، از میان برداشتن معضلات آن موضوع علمی و یا راه حل صنعتی، نقش مهمی خواهد داشت. در رشته مهندسی برق در هر یک از چهار گرایش موارد مشخص و برجسته ای وجود دارد که می‌توان دردوره‌ی دکتری و یا کارشناسی ارشد به طور خاص‌تر روی آنها کار کرد .
- گرایش مخابرات: پردازش تصویر، مخابرات نوری، ارتباطات ماهواره‌ای، ارتباطات شبکه‌ای، انتشار امواج و موضوع آنتن، روش‌های کد کردن اطلاعات و …
- گرایش کنترل: اتوماسیون صنعتی ( خودکار کردن ابزار آلات و به صورت کنترلی کردن و یا هوشمند کردن آنها )، کنترل رباتیک، کنترل اجسام پرنده، طراحی سیستم‌هایی با رفتارهای نامشخص و…
- گرایش قدرت: بهینه کردن کار ماشین‌های الکتریکی، نحوه تحریک ماشین‌های الکتریکی، بررسی پدیده‌های مختلف درماشین‌های الکتریکی تولید و بهره برداری انرژی برق و …
- گرایش الکترونیک: طراحی مدارهای الکتریکی برای دستگاه‌های مختلف صنعتی، پزشکی و … ، یا کارهای تحقیقاتی میکروپروسسورها و میکروکامپیوترها و یا عناصر نیمه هادی و …
نکات تکمیلی
مانع رشد صنعت الکترونیک و میکروالکترونیک در دنیا نه سرمایه است و نه فناوری و نه بازار، البته همه‌ی این‌ها محدودیت ایجاد می‌کند ولی فعلاً محدودیت اصلی که اجازه نمی‌دهد کار از حدی جلوتر برود عبارت است از نیروی کار کیفی.
آنچه خواندید نظر قائم مقام فنی یکی از بزرگ‌ترین مجموعه‌های میکروالکترونیک بلژیک است و بیانگر آن است که امروزه برای موفقیت در رشته مهندسی برق، گرایش الکترونیک باید از سطح علمی و مهارت فنی خوبی برخوردار بود.
برای مثال در طراحی IC احتیاج به سرمایه‌گذاری عمده‌ای نیست، بلکه هوشمندی طراح و دانش فنی خوب، بسیار اهمیت دارد.
لازم به ذکر است دانشکده آب و برق شهید عباسپور وابسته به وزارت نیرو، دررشته مهندسی علمی – کاربردی برق، شبکه‌های انتقال و توزیع که در حقیقت زیر مجموعه‌هایی از رشته مهندسی برق می‌باشد به طور اختصاصی پذیرش دانشجو دارد. این رشته در حقیقت همان گرایش قدرت در مهندسی برق می‌باشد که با توجه به عملی‌تر بودن و کارگاهی‌تر بودن این گرایش در دانشکده‌ی شهید عباسپور با عنوان علمی – کابردی ارائه می‌گردد. به عبارت دیگر در رشته مهندسی برق تاکید بر روی فعالیت‌های عملی بیشتر از مطالب تئوریک است. رشته مهندسی برق دارای تعهد کار به میزان دو برابر مدت تحصیل است و از هر دو جنس زن و مرد پذیرش دارد.
آینده‌ی شغلی و بازار کار
رشد سالانه‌ی اقتصاد دنیا تا سال 2020 حدود 3% پیش‌بینی شده است. در حالیکه رشد صنعت الکترونیک 7% و رشد صنعت نیمه‌رسانا 15% است. در کشور ما نیز سال 79 میزان درآمدی که بابت صادرات و فروش تجهیزات و خدمات فنی مهندسی برق به کشورهای دیگر به دست آمده است، حدود 65 میلیون دلار بوده که به گفته مسئولان ذیربط این رقم برای سال 80 به میزان 80 میلیون دلار رسیده است.
حال سؤال اینجاست که چرا با وجود اینکه رشته مهندسی برق در جهان از رشته‌های پر رونق بوده و در کشور ما نیز از بازار کار خوبی برخوردار است، بعضی از فارغ‌التحصیلان رشته مهندسی برق حتی با وجود داشتن مدرک کارشناسی‌ارشد نیز نتوانسته‌اند کاری در ارتباط با رشته خویش پیدا کنند.
امروزه با توسعه صنایع کوچک و بزرگ در کشور، فرصت‌های شغلی زیادی برای فارغ‌التحصیل رشته مهندسی برق فراهم شده است و اگر می‌بینیم که با این وجود بعضی از فارغ‌التحصیلان رشته مهندسی برق بیکار هستند، به دلیل این است که این افراد یا فقط در تهران دنبال کار می‌گردند و یا در دوران تحصیل به جای یادگیری عمیق دروس و در نتیجه کسب توانایی‌های لازم، تنها واحدهای درسی خود را گذرانده‌اند. همچنین یک مهندس خوب باید، کارآفرین باشد یعنی به دنبال استخدام در مؤسسه یا وزارتخانه‌ای نباشد، بلکه به یاری آگاهی‌های خود، نیازهای فنی و صنعتی کشور را یافته و با طراحی سیستم‌ها و مدارهای خاصی این نیازها را برطرف سازد. کاری که بعضی از فارغ‌التحصیلان ما انجام داده و خوشبختانه موفق نیز بوده‌اند.
اگر یک فارغ‌التحصیل رشته مهندسی برق دارای توانایی‌های لازم باشد، با مشکل بیکاری روبرو نخواهد شد. در حقیقت امروزه مشکل اصلی این است که بیشتر فارغ‌التحصیلان توانمند و با استعداد رشته مهندسی برق به خارج از کشور مهاجرت می‌کنند و ما اکنون با کمبود نیروهای کارآمد در این رشته روبرو هستیم.
طبق نظر کارشناسان و متخصصان انرژی در کشور، با توجه به نیاز فزاینده به انرژی در جهان کنونی و همچنین نرخ رشد انرژی الکتریکی در کشور، سالانه باید حدود 1500 مگاوات به ظرفیت تولید کشور افزوده شود که این نیاز به احداث نیروگاه‌های جدید و همچنین فارغ‌التحصیلان متخصص برق و قدرت دارد.
فرصت‌های شغلی یک مهندس کنترل نیز بسیار گسترده است چون در هر جا که یک مجموعه عظیمی از صنعت مهندسی مثل کارخانه‌ی سیمان، خودروسازی، ذوب آهن و … وجود داشته باشد، حضور یک مهندسی کنترل ضروری است.
و بالاخره یک مهندس مخابرات یا الکترونیک می تواند جذب وزارتخانه‌های پست و تلگراف و تلفن، صنایع دفاع و سازمان‌های مختلف خصوصی و دولتی شود.
بطور کلی می‌توان گفت لازمه‌ی بازار کار برای فارغ التحصیلان رشته مهندسی برق، برقراری ارتباط بین صنعت و دانشگاه است .
طرح ملی پیوند راهی برای برقراری همین ارتباط بوده است. طرحی که مبنای آن بر طراحی مدار مجتمع I.C و وسایل و تجهیزات مورد نیاز در این زمینه قرار دارد و شرایطی ایجاد کرده است تا بخشی از دانشجویان بخصوص دانشجویان مقاطع کارشناسی‌ارشد و دکترا بتوانند در داخل کشور مشغول به‌کار شوند با توجه به حجم بازار الکترونیک و بازار صنعت نیمه‌رسانا در دنیا و نیز کشور ما که رشد 7% و 15% دارد، آینده‌ی روشنی را برای این رشته پیش‌بینی می‌کنند.
گرایش‌ها
مهندسی برق دارای چهار گرایش است که در زیر به طور اجمالی به بررسی آنها می‌پردازیم و در قسمت معرفی گرایش‌ها به تفصیل در مورد هر کدام صحبت خواهیم کرد.
الکترونیک: الکترونیک علمی است که به بررسی حرکت الکترون در درون گاز، خلاء و یا نیمه‌رسانا و اثرات و کاربردهای آن می‌پردازد. با توجه به این تعریف، مهندس الکترونیک در زمینه‌ی ساخت قطعات الکترونیک و کاربرد آن در مدارها، فعالیت می‌کند. به عبارت دیگر، زمینه‌ی فعالیت مهندسی الکترونیک را می‌توان به دو شاخه اصلی ساخت قطعه و کاربرد مداری قطعه و طراحی مدار تقسیم کرد.
مخابرات : مخابرات، گرایشی از مهندسی برق است که در حوزه‌ی ارسال و دریافت اطلاعات فعالیت می‌کند. مهندسی مخابرات با ارائه‌ی نظریه‌ها و مبانی لازم جهت ایجاد ارتباط بین دو یا چند کاربر، انجام عملی فرآیندها را به طور بهینه ممکن می‌سازد. پس هدف از مهندسی مخابرات، پرورش متخصصان در چهار زمینه‌ی اصلی این گرایش است که شامل فرستنده، مرحله‌ی میانی، گیرنده و گسترش شبکه است که گستره‌ی هر کدام عبارتند از:
– فرستنده: شامل آنتن، نحوه‌ی ارسال و …
– مرحله میانی: شامل خط انتقال و محاسبات مربوط و …
– گیرنده: شامل آنتن، نحوه‌ی دریافت، تشخیص و …
– گسترش شبکه: مشتمل بر تعمیم خط ارتباطی ساده، ادوات سویچینگ ، ارتباط بین مجموعه‌ی کاربرها و …
قدرت : مهندسی قدرت را می‌توان تولید نیروی الکتریکی به روش‌های گوناگون و انتقال و توزیع این نیرو با بازده و قابلیت اطمینان بالا، تعریف کرد. پس هدف از مهندسی قدرت، پرورش افرادی کارا در بخش‌های تولید، انتقال و توزیع است که گستره‌ی این بخش عبارت است از:
– تولید: طراحی شبکه‌های تولید با کمترین هزینه و بیشترین بازده.
– انتقال: طراحی شبکه‌های انتقال، خطوط انتقال، پخش بار بر روی شبکه، قابلیت اطمینان و پایداری شبکه‌ی قدرت، طراحی رله‌ها و حفاظت شبکه، پخش بار اقتصادی (dispatch economic).
– توزیع: طراحی شبکه‌های توزیع حفاظت و مدیریت آن.
کنترل: کنترل، در پیشرفت علم نقش ارزنده‌ای را ایفا می‌کند و علاوه بر نقش کلیدی در فضاپیماها و هدایت موشک‌ها و هواپیماها، به صورت بخش اصلی و مهمی از فرآیندهای صنعتی و تولیدی نیز درآمده است. به کمک این علم می‌توان به عملکرد بهینه‌ی سیستم‌های پویا، بهبود کیفیت و ارزان‌تر شدن فرآورده‌ها، گسترش میزان تولید، ماشینی کردن بسیاری از عملیات تکراری و خسته کننده‌ی دستی و نظایر آن دست یافت. هدف سیستم کنترل عبارت است از کنترل خروجی‌ها به روش معین، به کمک ورودی‌ها، از طریق اجزای سیستم کنترل که می‌تواند شامل اجزای الکتریکی، مکانیک و شیمیایی به تناسب نوع سیستم کنترل باشد.
معرفی گرایش‌های مقطع کارشناسی
رشته‌ی مهندسی برق در مقطع کارشناسی در ابتدای امر گرایشی ندارد. اما دانشجویان می‌توانند پس از گذراندن 3 الی 4 ترم اقدام به انتخاب گرایش‌های مورد نظر خود نمایند. این رشته دارای گرایش‌های الکترونیک، مخابرات، کنترل و قدرت است. البته گرایش‌های فوق در مقطع کارشناسی تفاوت چندانی با یکدیگر ندارند و هر گرایش با گرایش دیگر تنها در 30 واحد یا کمتر متفاوت است. و حتی تعدادی از فارغ‌التحصیلان مهندسی برق در بازار کار جذب گرایش‌های دیگر این رشته می‌شوند. با این وجود ما برای آشنایی هر چه بیشتر شما گرایش‌های فوق را در زیر معرفی می‌کنیم.
الکترونیک
اگر امروز شاهد ساده‌ترین وسایل الکتریکی مثل ماشین لباسشویی یا یخچال هستیم و اگر امروز از پیچیده‌ترین تجهیزات مخابراتی، پزشکی، صنایع دفاعی و سیستم‌های ناوبری استفاده می‌کنیم ، به یاری پیشرفت و گسترش علم الکترونیک است. علمی که به بررسی نحوه عملکرد و چگونگی نگهداری و بهره برداری و تجزیه و تحلیل سیستم‌های الکترونیکی، طرح و پیاده کردن شبکه‌های الکترونیکی و طرح و ساخت تجهیزات و مدارهای الکترونیکی می‌پردازد.
گرایش الکترونیک به دو زیر بخش عمده تقسیم می‌شود. بخش اول میکروالکترونیک است که شامل علم مواد، فیزیک الکترونیک، طراحی و ساخت قطعات از ساده‌ترین آنها تا پیچیده‌ترین آنها است و بخش دوم نیز مدار و سیستم نامیده می‌شود و هدف آن طراحی و ساخت سیستم‌ها و تجهیزات الکترونیکی با استفاده از قطعات ساخته شده توسط متخصصان میکروالکترونیک است.
برای مثال یک سیستم گیرنده‌ی رادیو نمونه‌ای از کنار هم قرار دادن قطعات مختلف الکترونیکی برای دریافت موج ارسال شده از سوی فرستنده به گیرنده است. یعنی یک سیستم فرستنده و گیرنده برای کار، به قطعات الکترونیکی نیاز دارد. و این شامل بسیاری از دستگاه‌های الکتریکی از جمله سیستم پمپ مصنوعی تامین کننده ضربان قلب، سیستم رله و حفاظت در یک نیروگاه برق و یا سیستم هدایت اتوماتیک یک هواپیما می‌شود .
گرایش الکترونیک یکی از گرایش‌های جالب مهندسی برق است که محور اصلی آن آشنایی با قطعات نیمه‌هادی، توصیف فیزیکی این قطعات، عملکرد آنها و در نهایت استفاده از این قطعات، برای طراحی و ساخت مدارها و دستگاه‌هایی است که کاربردهای فنی و روزمره زیادی دارند.
مخابرات
هدف از مخابرات، ارسال و انتقال اطلاعات از نقطه‌ای به نقطه دیگر است که این اطلاعات می‌تواند صوت، تصویر یا داده‌های کامپیوتری باشد. مخابرات از دو گرایش میدان و سیستم تشکیل می‌شود. که در گرایش میدان، دانشجویان با مفاهیم میدان‌های مغناطیسی، امواج، ماکروویو، آنتن و … آشنا می‌شوند تا بتوانند مناسب‌ترین وسیله را برای انتقال موجی از نقطه‌ای به نقطه‌ی 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 آنتن‌های خاص به صورت امواج منتشر ساخته و سپس در طرف گیرنده نیز آنتن‌های 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 می‌گیرد.
در گرایش سیستم نیز دانشجویان فرا می‌گیرند که چگونه سیگنال‌ها را از شکلی به شکل دیگر تبدیل کنند. برای مثال همان سیستم تلویزیونی برای انتقال سیگنالی از اتاق تولید به آنتن، احتیاج به دستگاه فرستنده است که این دستگاه ترکیبی از قطعات الکترونیکی بوده و به شیوه‌ای طراحی شده که می‌تواند سیگنال تولید شده در آن محیط را به صورتی درآورد که قابل ارسال به وسیله‌ی آنتن‌های فرستنده باشد. از سوی دیگر در منازل نیز دستگاه تلویزیون یا رادیو شامل انواع سیستم‌های مخابراتی است که این سیستم سیگنال‌های دریافتی از آنتن را تبدیل به سیگنال صوت و تصویر می‌کند.
همچنین یکی از فعالیت‌های عمده‌ی مهندسی مخابرات گرایش سیستم، طراحی فلیترهای مختلفی است که می‌توانند 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 بی‌سیم، 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 بی‌سیم را طراحی کند.
کنترل
اگر بخواهیم یک تعریف کلی از کنترل ارائه دهیم، می‌توانیم بگوییم که هدف این علم، کنترل خروجی‌های یک سیستم بر مبنای ورودی‌های آن و با توجه به شرایط ویژه و نکات مورد نظر طراحی آن سیستم می‌باشد.
علم کنترل فقط در مهندسی برق مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. بلکه در شاخه‌های دیگری از علوم مهندسی و حتی علوم انسانی کاربرد دارد. بعنوان نمونه، کنترل فرآیند تصفیه‌ی نفت در یک پالایشگاه، کنترل عملکرد یک نیروگاه برق، سیستم کنترل ناوبری یک کشتی و یا کنترل تحولات و تغییرات جمعیتی نمونه‌های متنوعی از کاربرد علم کنترل می‌باشد.
گفتنی است که گرایش کنترل دارای زیر بخش‌های متنوعی مانند کنترل خطی، غیرخطی، مقاوم، تطبیقی، دیجیتالی، فازی و غیره است.
در رشته‌های مهندسی مکانیک، مهندسی شیمی، مهندسی هوافضا، مهندسی سازه و مهندسی‌های دیگر نیز ما شاهد علم کنترل هستیم اما نوع سیستم کنترلی در هر رشته‌ی مهندسی متفاوت است. برای مثال در مهندسی مکانیک، نوع کنترل، مکانیکی و در مهندسی شیمی براساس فرآیندهای شیمیایی است. اما در کل هدف مهندسی کنترل، طراحی سیستمی است که بتواند عملکرد یک دستگاه را در حد مطلوب حفظ نماید. برای مثال یک کارخانه نورد برای آنکه بتواند قطعات آهنی را به شکل مورد نظر در آورد، لازم است که دو قطعه اصلی نورد که توسط موتورهای الکتریکی چرخانده می‌شود، دارای چرخش یکسانی باشند و این یکسانی در چرخش نیاز به سیستم کنترل بسیار دقیقی دارد. مهندس برق گرایش کنترل می‌تواند این کار را با طراحی یک مدار الکتریکی انجام دهد.
خودکار کردن یا اتوماتیک کردن خط تولید، یکی دیگر از فعالیت‌های مهندسی کنترل است. یعنی مهندس کنترل می‌تواند به گونه‌ای خط تولید را هماهنگ و کنترل کند که محصول تولید شده طبق برنامه تعیین شده و با بهترین کیفیت به دست آید.
قدرت
هدف اصلی مهندسین این گرایش، تولید برق در نیروگاه‌ها، انتقال برق از طریق خطوط انتقال و توزیع آن در شبکه‌های شهری و در نهایت توزیع آن برای مصارف خانگی و کارخانجات است. بنابراین یک مهندس قدرت باید به روش‌های مختلف تولید برق، خطوط انتقال نیرو و سیستم‌های توزیع آشنا باشد.
گرایش قدرت به آموزش و پژوهش در زمینه طراحی و ساخت سیستم‌های مورد استفاده در تولید، توزیع، مصرف و حفاظت از برق می‌پردازد.
بعبارت دیگر دانشجویان این رشته در شاخه تولید با انواع نیروگاه‌های آبی، گازی، سیکل ترکیبی و … آشنا می‌شوند. و در بخش انتقال و توزیع، روش‌های مختلف انتقال برق اعم از کابل‌های هوایی و زیرزمینی را مطالعه می‌کنند و در شاخه‌ی حفاظت نیز انواع وسایل و تجهیزات حفاظتی که در مراحل مختلف تولید، توزیع، انتقال و مصرف انرژی، انسان‌ها و تاسیسات را در برابر حوادث مختلف محافظت می‌کنند، مورد بررسی قرار می‌دهند که از آن میان می‌توان به انواع رله‌ها، فیوزها، کلیدها و در نهایت سیستم های کنترل اشاره کرد.
یکی دیگر از شاخه‌های قدرت نیز ماشین‌های الکتریکی است که شامل ژنراتورها، ترانسفورماتورها و موتورهای الکتریکی می‌شود که این شاخه از زمینه‌های مهم صنعتی و پژوهشی گرایش قدرت است.
وضعیت ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر
فارغ‌التحصیل در مقطع کارشناسی برق که مدرک خود را در یکی از چهار گرایش الکترونیک، مخابرات، قدرت و کنترل می‌گیرد، می‌تواند در یکی از این گرایش‌ها (اختیاری) یا رشته‌ای که برق زیر مجموعه‌ای برای آن تعریف شده، ادامه تحصیل نماید. این رشته به صورت: مهندسی برق- الکترونیک، برق- قدرت، برق- مخابرات (شامل گرایش‌های: میدان، سیستم، موج، رمز، مایکرونوری) برق- کنترل، مهندسی پزشکی (گرایش بیوالکتریک)، مهندسی هسته‌ای (دو گرایش مهندسی راکتور و مهندسی پرتو پزشکی، مهندسی کامپیوتر (معماری کامپیوتر، هوش مصنوعی و رباتیک) است. برای تحصیل در مقطع دکترای تخصصی، می‌توان، در هر یک از زیرشاخه‌های تخصصی‌تر گرایش‌های یاد شده میزان مورد نیاز واحدها را اخذ کرد و رساله‌ی دکتری را در همان موضوع خاص ارائه داد. مسلم است این زیر شاخه‌ها، گرایش‌های تخصصی‌تر این چهار گرایش است. امکان ادامه تحصیل در کلیه‌ی گرایش‌های یاد شده در مقطع‌های کارشناسی ارشد و تا حد زیادی در دوره‌ی دکتری، در داخل کشور وجود خواهد داشت. رشته برق به دلیل کاربردی بودن آن در بسیاری از علوم مهندسی دیگر، برای فارغ‌التحصیلان امکان تحصیل در بسیاری گرایش‌ها و دانش‌ها را فراهم می‌کند.
رشته‌های مشابه و نزدیک به این رشته
در برخی از دانشگاه‌ها رشته‌ی مهندسی پزشکی را یکی از گرایش‌های مهندسی برق به شمار می‌آورند. رشته‌هایی از قبیل مهندسی علمی کاربردی برق، کاردان فنی برق، دبیر فنی برق قدرت و … . پیوند عمیقی بین این رشته و دانش کامپیوتر وجود دارد که غیر قابل انکار است .
درس‌های تخصصی مهندسی برق
الکترونیک
از درس‌های پایه و اصلی موثر در مهندسی الکترونیک می‌توان به درس‌های مدارهای الکتریکی، الکترونیک 2و 1، مدارهای منطقی و مخابرات اشاره کرد. بعضی از درس‌های تخصصی این گرایش عبارتند از:
الکترونیک 3: مبحث اول این درس مربوط به پاسخ فرکانسی است که به طور اجمال عوامل مربوط به کاهش بهره در فرکانس‌های بالا و پایین (در واقع بالاتر و پایین‌تر از پهنای باند میانی) و روش‌های به دست آوردن فرکانس‌های قطع بالا و پایین را در تقویت کننده‌های ترانزیستوری مورد بررسی قرار می‌دهد. در مبحث دوم پایداری تقویت کننده‌های فیدبک مورد توجه قرار می‌گیرد.
تکنیک پالس: در درس‌های مدار و الکترونیک، دانشجویان با سیگنال‌های سینوسی و پاسخ مدارهای خطی و یا غیرخطی به آنها آشنا می‌شوند. امروزه و با توجه به رشد روزافزون فناوری دیجیتال، کمتر مدار الکترونیکی یافت می‌شود که در آن فقط سیگنال‌های سینوسی به کار رفته باشد. پالس در حالت کلی به سیگنال‌هایی گفته می‌شود که تغییرات جهش داشته باشند. از مهم‌ترین این سیگنال‌ها که در درس تکنیک پالس هم مورد بررسی قرار می‌گیرد، سیگنال‌های پله، مربعی، مورب و نمایی هستند.
میکروپروسسور: پس از پیدایش الکترونیک دیجیتال و جنبه‌های جذاب و ساده طراحی‌های دیجیتال و کاربردهای فراوان این نوآوری، با تکنولوژی‌های SSI , MSI ، ادوات الکترونیک دیجیتال، مانند قطعات منطقی به بازار ارائه شد. شرکت تگزاس اولین میکروپروسسور 4 بیتی را با فن آوری 2SI طراحی و عرضه نمود که بعنوان بخش اصلی ماشین حساب مورد استفاده قرار گرفت و این گام اول در پیدایش و ظهور میکروپروسسورها بود.
معماری کامپیوتر: در این درس معماری داخل 8 بیتی‌ها و نحوه‌ی اجرای دستورالعمل‌ها در این پردازنده‌ها، بررسی حافظه‌ها و روش دستیابی میکروپروسسورها به اطلاعات حافظه، معرفی زبان اسمبلی پردازنده های 8 بیتی و ایجاد توانایی جهت نوشتن برنامه‌ای برای عملکردی خاص به کمک میکروپروسسورها و معرفی قطعات جانبی مورد استفاده توسط ریزپردازنده‌ها، مورد مطالعه قرار می‌گیرد.
مدارهای مخابراتی: درس مدار مخابراتی به بررسی ساختار و یا طراحی مدارهایی می‌پردازد که در فرکانس‌های بالا کار کرده و یا به نوعی در ارسال پیام در گیرنده و فرستنده نقش دارند. در این درس ابتدا با نویزهای حرارتی، ترقه‌ای و … آشنا شده و راه‌هایی برای محدود کردن نویز پیشنهاد می‌شود. سپس مدارهای تشدید و تبدیل امپدانس که به منظور انتقال حداکثر توان به کار می‌روند، مورد بحث قرار می‌گیرد.
فیزیک مدرن: در فصل اول این درس با پرداختن به نسبیت خاص، دانسته‌های علمی ما کاملاً اشتباه از آب درآمده و با پرداختن به اصولی نظیر اتساع زمان، پدیده دوپلر، انقباض طول، نسبیت جرم، جرم و انرژی و …، همه‌ی دانسته‌های ما را (حداقل در حیطه دانستن) نابود می‌کند.
فصل‌های دیگر درس به موضوعاتی نظیر خواص ذره‌ای امواج، پدیده فتوالکتریک، نظریه‌ی کوانتومی نور، پرتوایکس، پراش ذره، ساختار اتمی، مکانیک کوانتومی و … می‌پردازد.
فیزیک الکترونیک: شامل مطالعه‌ی خواص سیلیکون، بلورشناسی، روش‌های ساخت قطعات و مدارهای نیمه هادی، تحلیل و طراحی این مدارها، به دست آوردن مشخصات قطعات و یکی از مهم‌ترین زمینه‌های کاری و تحقیقاتی در رشته‌ی الکترونیک است. پیش نیاز این قسمت تسلط بر درس ریاضی مهندسی و معادلات دیفرانسیل و مختصری در فیزیک کوانتوم و فیزیک مدرن می‌باشد
مخابرات
از درس‌های پایه و اصلی موثر در مهندسی مخابرات می‌توان به درس‌های ریاضی مهندسی، تجزیه و تحلیل سیستم‌ها، مدارهای الکتریکی، الکترونیک و الکترومغناطیس اشاره کرد. بعضی از درس‌های تخصصی عبارتند از:
مخابرات 2: شامل تجزیه و تحلیل و طراحی شبکه‌های مخابراتی دیجیتالی است. مطالب درسی با مروری بر تجزیه و تحلیل سیگنال‌ها و سپس فرآیندهای تصادفی شروع شده و به دنبال آن به بررسی اجزای یک سیستم (مجموعه) مخابراتی دیجیتال در حالت کلی می‌پردازد و چگونگی بهینه‌سازی سیستم برای انتقال پیام با حداقل خطای ممکن را بررسی می‌کند.
میدان و امواج: درس میدان و امواج به بررسی رفتار امواج الکترومغناطیس در محیط‌های مختلف طبیعت می‌پردازد. محیط‌ها به قسمت‌های هادی و نیمه هادی و عایق تقسیم‌بندی شده و عوامل رفتاری امواج در این محیط‌ها از قبیل اتلاف نیرو، انعکاس کلی یا شکست بررسی می‌شود.
الکترونیک 3، مدارهای مخابراتی
آنتن‌ها و انتشار امواج: این درس به بحث در مورد نحوه‌ی انتشار امواج الکترومغناطیسی می‌پردازد. مباحث مطرح شده در این درس به صورت نظری و عملی است. به عبارتی از نحوه تشعشع یک منبع الکترومغناطیسی ساده شروع کرده و با توسعه‌ی آن به مطالعه‌ی ساده‌ترین آنتن عملی می‌پردازد.
مایکروویو: این درس در ابتدا پس از تعریف محدوده‌ی مایکروویو از نظر فرکانس 1 و تقسیم بندی امواج مایکروویو به بررسی انتقال امواج با فرکانس بالا با حداقل تلفات در محیط‌های مختلف می‌پردازد. سپس عناصر غیرفعال مایکروویو شامل تضعیف کننده‌ها، تغییر فازدهنده‌ها و کوپلرهای جهت‌دار معرفی می‌شود.
اصول میکروکامپیوتر: این درس را به جرأت می‌توان از جذاب‌ترین و پرکاربرد‌ترین درس‌های برق دانست زیرا در دنیای امروز که تمامی وسایل مکانیکی آنالوگ جای خود را به وسایل دیجیتالی می‌دهند، داشتن اطلاعات کافی در مورد نحوه کار پروسسورها از اولین نیازهای یک مهندس برق می‌باشد. با ترکیب مطالب این درس با هر کدام از درس‌های دیگر می‌توان طرح‌های بسیار جالب و پرکاربردی را طرح ریزی کرد.
قدرت
از درس‌های پایه و اصلی موثر در مهندسی قدرت می‌توان به دروس مدار، الکترومغناطیس، الکترونیک، ماشین و بررسی اشاره کرد. بعضی از درس‌های تخصصی این گرایش عبارتند از:
ماشین‌های الکتریکی 3: این درس از جمله درس‌هایی است که دیدی صنعتی به دانشجو می‌دهد. مبحث این درس را می‌توان به دو فصل مهم ترانفسورمرهای سه فاز و ماشین‌های سنکرون تقسیم‌بندی نمود.
ترانسفورمرهای سه فاز و ماشین‌های سنکرون، وسایلی الکتریکی هستند که بیشتر جنبه‌ی صنعتی دارند و کاربردهای بسیار زیاد ترانس‌های سه فاز در انتقال و توزیع انرژی الکتریکی، تبدیل ولتاژ در ابتدای همه‌ی کارخانه‌ها و کارگاه‌های بزرگ صنعتی و … بر هیچ‌کس پوشیده نیست. در این درس در مورد انواع آرایش‌های این ترانس‌ها، کلیه گروه‌های موجود و کاربرد هر نوع، بحث جامعی می‌شود.
ماشین‌های مخصوص(ویژه): به تعبیری می‌توان این درس را نقطه عطف درس‌های تخصصی این گرایش دانست. زیرا این درس به بررسی در مورد ماشین‌های ویژه می‌پردازد که این ماشین‌ها در وسایل خانگی کاربرد فراوان دارند.
الکترونیک قدرت: الکترونیک قدرت در عمل بین الکترونیک و قدرت، آشتی برقرار کرده است. به طور مثال می‌توان با فرمان یک ریزپردازنده که حدود 5 ولت و 200 میلی آمپر است یک کارخانه را راه اندازی کنیم. در زمینه الکترونیک قدرت المان‌هایی نظیر تریستور، ترانزیستور و … کاربردهای فوق العاده زیادی دارند. از مزایای این قطعات تحمل توان‌های بالا می باشد.
بررسی سیستم‌های قدرت 2: این درس بیشتر در مورد انتقال انرژی و مشکلات موجود در این راه صحبت می‌کند. از جمله مطالب ارائه شده در این درس می‌توان به پخش بار اقتصادی در شبکه‌های قدرت، اتصال کوتاه‌های متقارن و نامتقارن روی شبکه قدرت و پایداری سیستم‌های قدرت اشاره نمود.
تولید و نیروگاه: این درس یکی از درس‌های بسیار جذاب این گرایش است. زیرا برخلاف دیگر درس‌ها، زیاد به مسائل نظری نمی‌پردازد و جنبه بسیار عملی دارد. آشنایی با انواع نیروگاه‌ها (آبی، اتمی، بادی، بخار، …) و همچنین بحث کلی در مورد این نیروگاه‌ها و روش‌های کاری آنها از مباحث این درس است.
رله و حفاظت: یک شبکه‌ی قدرت را باید در مقابل خطرات احتمالی (اتصال کوتاه‌ها) محافظت کرد. از وسائلی که در این مورد استفاده می‌شود می‌توان به رله‌ها اشاره کرد که بسته به نوع رله به محض ایجاد یک حالت خطا و یا خرابی در شبکه وارد عمل شده، قسمتی از شبکه را جدا کرد.
عایق و فشار قوی: با توجه به تفاوت‌های ولتاژهای فشار قوی با ولتاژهای فشار ضعیف، به طور حتم تولید، اندازه‌گیری و بهره‌برداری از این ولتاژها تفاوت‌های عمده‌ای با ولتاژهای فشار ضعیف دارد و برای عایق بندی شبکه‌ی فشار قوی باید از عایق‌های مخصوصی استفاده کرد. فصل نخست این درس به بررسی این مقوله می‌پردازد.
در بخش دوم این درس انواع تخلیه‌ی الکتریکی، مراحل مختلف آن در عایق‌ها و اثرات مختلف شکست بر عایق مورد بررسی قرار می‌گیرد.
ترمودینامیک: شاید اولین سوالی که در مرحله اول به ذهن برسد ارتباط این درس با درس‌های برق باشد. کاربرد اصلی مطالب این درس مبحث تولید نیروگاه است. زیرا هنگام آشنایی با انواع نیروگاه‌ها (نیروگاه بخار، گازی، اتمی و …) باید اطلاعاتی در مورد سیکل کاری آنها داشته باشیم، پس داشتن اطلاعاتی در مورد ترمودینامیک ضروری است.
اصول میکروکامپیوتر: درگرایش مخابرات توضیح داده شد.
کنترل
از درس‌های پایه و اصلی موثر در مهندسی کنترل می‌توان به درس‌های مدار، الکترونیک، ریاضی مهندسی، تجزیه و تحلیل سیستم و کنترل خطی اشاره کرد. بعضی از درس‌های تخصصی این گرایش عبارتند از:
کنترل دیجیتال و غیرخطی: کنترل دیجیتال از سال 1960 در پیشرفت‌های مربوط به قابلیت تولید و کیفیت محصولات و صرفه‌جویی در هزینه‌ها، نقش مهمی داشته است. به خصوص با پیشرفت‌هایی که در زمینه‌ی میکروپروسسور صورت گرفته، این رشته توانسته است در بعضی موارد از کنترل آنالوگ پیشی گرفته، دقت کار را بالا ببرد.
کنترل مدرن: این درس برخلاف سایر درس‌ها (مانند کنترل صنعتی و …) تا حدی جنبه‌ی نظری دارد و دیدی تقریبا ریاضی به یک مهندس کنترل می‌دهد. آشنایی کلی با مفاهیم کنترل پذیری و مشاهده پذیری سیستم‌های کنترل و مطالعه فیدبک‌های حالت از مباحث این درس است.
کنترل صنعتی: این درس از درس‌های تخصصی و مهم گرایش کنترل می‌باشد که به بررسی نحوه‌ی به‌کارگیری روابط ریاضی و فرمول‌هایی که در هر نوع پروسه‌ای وجود دارد می‌پردازد و شامل آشنایی با سیستم‌های کنترل غلظت، سطح، ارتفاع و یا دبی ورودی، خروجی مخازن حاوی مایعات صنعتی و شیمیایی (مانند مخازن موجود در صنایع، پالایشگاه‌ها و …)، مطالعه سیستم‌های کنترل دما و رطوبت یک محفظه و یا اتاق، آشنایی با انواع کنترل کننده‌های صنعتی، مطالعه انواع سیستم‌های نورد موجود در کارخانه‌ها(مانند نورد فولاد، کاغذ و…) و دیگر سیستم‌های موجود در صنعت است.
ابزار دقیق: اصطلاح ابزار دقیق به ابزاری اطلاق می‌شود که سیگنال‌ها را ثبت و نشان داده و یا باعث انتقال سیگنالی بین اجزای مختلف سیستم می‌شوند. این درس به معرفی سیستم‌های کنترل و ابزار دقیق و همچنین معرفی اجزای این سیستم‌ها می‌پردازد.
اصول میکروکامپیوتر: در گرایش مخابرات توضیح داده شد.
ترمودینامیک: در گرایش قدرت توضیح داده شد.
مبانی تحقیق در عملیات: این درس به طور کلی برای تمام دانشجویان مهندسی مفید است. چون مهندسی ارتباط مستقیم با هزینه و سود اقتصادی دارد. آگاهی به برنامه‌ریزی خطی که بحث اصلی این درس است برای هر مهندسی جنبه‌های مثبت زیادی دارد. با این درس می‌توان هزینه‌ها را به حداقل و سود و صرفه‌ی اقتصادی را با کمترین امکانات به حداکثر رساند. بنابراین آگاهی به این درس برای تمام کسانی که می‌خواهند یک طرح صنعتی انجام دهند، مزایای زیادی دارد.
انتخاب رشته فرآیند پیچیده‌ای است که نیاز به تخصص بالایی دارد. جهت انجام انتخاب رشته‌ی دانشگاهی توسط مهندس علی قاسمی با ما تماس بگیرید