Please reload

التدوينات الحديثة

ما هي الهندسة الكهربائية؟

 

تعد الهندسة الكهربائية أحد أحدث فروع الهندسة  التي نشأت في القرن التاسع عشر. وهو أحد أفرع الهندسة المرتبطة بالتكنولوجيا الكهربائية. يعمل المهندسين الكهربائيين على مجموعة واسعة من المكونات والاجهزة والأنظمة ابتداءً من الشرائح الصغيرة وانتهاءً بمحطات توليد الطاقة الضخمة.

أقيمت أول التجارب الكهربائية ببطاريات بدائية وشحنات ساكنة. على الرغم من ذلك، ابتدأ التصميم الفعلي والتركيب وتصنيع الأجهزة والأنظمة بتطبيق قانون مايكل فاراداي للحث والذي ينص على أن الجهد في الدائرة يتناسب مع معدل تغير المجال المغناطيسي خلال الدائرة. وينطبق هذا القانون على المبادئ الأساسية للمولدات والمحركات والمحولات الكهربائية. وقد تميز العصر الحديث بعمل المهندسين الكهربائيين بإدخال الكهرباء للمنازل والشركات والصناعة.

 

من أبرز رواد الهندسة الكهربائية: توماس أديسون (مخترع المصباح الكهربائي), جورج ويستنغهاوس (مخترع التيار المتردد), نيكولا تيسلا (مخترع المحرك التعريفي), غولييلمو ماركوني (مخترع المذياع), وفيلو فارنسورث (مخترع التلفاز). حوّل أولئك المخترعين مفهوم الكهرباء إلى أجهزة وأنظمة عملية قادت عصرنا الحديث.

وقد توسع مجال الهندسة الكهربائية وتفرع إلى عدد من الفئات المتخصصة بما في ذلك أنظمة توليد الطاقة ونقلها والمحركات والبطاريات وأنظمة التحكم. وتتضمن الهندسة الكهربائية أيضاً الإلكترونيات التي انقسمت إلى تفرعات كثيرة مثل أنظمة موجات تردد المذياع (RF) ووسائل الإتصال والإستشعار عن بعد ومعالجة الإشارات والدوائر الرقمية وأجهزة القياس والصوت والفيديو والالكترونيات البصرية.

 

نشأ مجال الكهربائيات بعد أن اخترع جون امبروز فيلمينغ الأنبوب المفرغ الثيرموني ثنائي الصمام في عام 1904. يعمل الأنبوب المفرغ كمكبر للصوت عن طريق إخراج مدخلاتها. وعلى ذلك الأساس عملت جميع الإلكترونيات بما في ذلك أجهزة المذياع والتلفاز والرادار حتى منتصف القرن العشرين. ثم حلّ محله الترانزستور الذي طوره ويليام شوكلي وجون بارديم ووالتر بارتين في مختبرات أي & تي'ز بيل في عام 1947. وقد فازوا على ذلك بجائزة نوبل في الفيزياء عام 1956.

 

ماذا يصنع المهندس الكهربائي؟

تنص إحصاءات مكتب العمل في الولايات المتحدة أن المهندسين الكهربائيين يقومون بتصميم وتطوير واختبار والإشراف على صناعة المعدات الكهربائية كصناعة المحركات الكهربائية وأجهزة الرادار والملاحة وأجهزة التواصل ومعدات مولدات الطاقة. ويعمل المهندسين الكهربائيين على تصميم وتطوير المعدات الكهربائية أنظمة البث والاتصال ابتداءً من مشغلات الموسيقى المحمولة إلى أنظمة تحديد المواقع العالمية.

 

 من الناحية العملية, أي جهاز منتج موصول ومستخدم للكهرباء من المحتمل جدًا أن يكون مصممه مهندس كهربائي. بالإضافة إلى أن المهندسين قد يعملون على استخلاص أو كتابة المواصفات للإختبارات التدميرية والغير تدميرية لأداء الأجهزة والمكونات بالإضافة إلى اختبار دقتها وطول مدة صلاحيتها.

 

يصمم المهندسين الأجهزة والأنظمة الكهربائية الحديثة باستخدام مكونات أساسية مثل الموصلات والأسلاك والمغناطيس والبطاريات وقواطع الكهرباء والمقاومات والمكثفات واللفائف والصمامات الثنائية وأجهزة ترانزستور. وتعتمد أغلب الأجهزة الكهربائية والإلكترونية على هذه المكونات الأساسية ابتداءً من المولدات في محطات الطاقة الكهربائية وحتى المعالجات الدقيقة في هاتفك.

 

تحتاج الهندسة الكهربائية إلى مهارات النقد وذلك يشمل الفهم العميق للنظرية الكهربائية والإلكترونية ورياضياتها ولوازمها. والإلمام بهذه المعرفة سيسمح للمهندسين بتصميم الدوائر الكهربائية لأداء الوظائف المحددة وتحقيق متطلبات السلامة والدقة وكفاءة الطاقة وتوقع كيفية عمل الأجهزة قبل تنفيذ التصميم. وقد يلجأ المهندسين في بعض الأحيان إلى تركيب الدوائر على بريد-بورد أو على لوحات دوائر نموذجية مصنوعة على أجهزة الكمبيوتر الرقمية المراقبة (سي-إن-سي) لاختبارها قبل الشروع في تنفيذها.

 

يعتمد المهندسين بشكل كبير على أنظمة التصميم بمساعدة الحاسب (سي-أي-دي) لإنشاء الرسم البياني ووضع الدوائر. ويستخدمون أجهزة الحاسوب أيضاً لمحاكاة كيفية عمل الأجهزة والأنظمة الكهربائية. ويمكن استخدام المحاكاة الحاسوبية لصنع نموذج لشبكة الكهرباء الوطنية أو للمعالج؛ لذا تعتبر كفاءة أجهزة الحواسيب أمراً أساسياً لدى مهندسي الكهرباء. وإضافة على مهمة تسريع عملية التخطيط يساعد الحاسب المهندسين على صنع الرسوم البيانية للوحات الدوائر المطبوعة (بي-سي-بي) والرسوم البيانية لأجهزة الكهربائية والإلكترونية, وتسمح أنظمة سي-أي-دي بإجراء التعديلات على التصاميم بشكل سريع وسهل باستخدام آلات التصنيع وإنشاء نماذج أولية سريعة باستخدام آلات سي-إن-سي. يمكنك الاطلاع على قائمة شاملة للمهارات والقدرات اللازمة لمهندسي الكهربائيات والالكترونيات على الصفحة الآتية: MyMajors.com.

 

وظائف الهندسة الكهربائية ورواتبها

أوضحت إحصاءات ديوان العمل في الولايات المتحدة بي-إل-إس عن نطاق عمل مهندسي الكهرباء والإلكترونيات,حيث يعمل المهندسون بشكل أساسي في صناعات البحث والتطوير وشركات الخدمات الهندسية وفي الصناعات بالإضافة إلى العمل مع الحكومة. وغالباً ما يعملون في المكاتب إلا في حال وجود مشاكل أو تعقيدات في المعدات فإنهم يضطرون لزيارة المواقع.

 

تشمل الصناعات التي يعمل فيها المهندسين صناعة السيارات والملاحة والسكك الحديدية والطيران والدفاع والإلكترونيات والبناء التجاري والإنارة والحواسيب والمكونات والإتصالات وتنظيم المرور. وأيضاً توظف المؤسسات الحكومية المهندسين الكهربائيين مثل وزارات النقل والمختبرات الوطنية والجيش.

 

تتطلب معظم وظائف الهندسة الكهربائية درجة البكالوريوس على الأقل في الهندسة. وتتطلب العديد من المؤسسات التي تقدم خدمة الإستشارات الهندسية شهادة دولية كمهندس محترف. والعديد من المؤسسات تطلب شهادة من معهد الهندسة الكهربائية والإلكترونية (إي-إي-إي) أو معهد الهندسة والتكنولوجيا (آي-إي-تي). وغالباً ما يحتاج المهندس درجة الماجستير لترقيته بمرتبة الإدارة, مع الحاجة إلى التعليم والتدريب المستمر لمواكبة تقدم التكنولوجيا واختبار المعدات وأجهزة الكمبيوتر والبرمجيات واللوائح الحكومية.

 

وفقاً لموقع سالري فإن راتب المهندس الكهربائي الحديث التخرج من البكالوريوس يتراوح من 55.570 دولار إلى 73.908 دولار ابتداءً من يوليو عام 2014. أما متوسط راتب المهندس المتوسط بدرجة الماجستير مع خمس إلى عشر سنوات من الخبرة فيتراوح من 74.007 دولار إلى 108.640 دولار. أما المهندس ذا الرتبة العالية بشهادة ماجستير أو دكتوراة وخبرة أكثر من 15 عام فيتراوح راتبه من 97.434 دولار إلى 138.296 دولار. يمكن لكثير من المهندسين ذوي الخبرات والشهادات العالية أن يُرقوا إلى مناصب الإدارة أو أن يبدئوا أعمالهم الخاصة لزيادة دخلهم.

 

مستقبل الهندسة الكهربائية

من المتوقع أن يزداد توظيف مهندسي الكهرباء والإلكترونيات بنسبة 4% من الآن وحتى عام 2022 حسب إحصائيات مكتب العمل بسبب براعة تلك المهن في تطوير وتطبيق التكنولوجيات الناشئة.

تشمل تلك التكنولوجيات الناشئة دراسة الوميض الكهربائي الأحمر الذي يكون فوق بعض العواصف الرعدية ويسمى هذا الوميض بـ"سبيريتس" الذي طور المهندس الكهربائي فيكتور باسكو وزملائه في ولاية بنسلفينيا نموذجاً لكيفية تطور هذا البرق الغريب واختفاءه. أما المهندس اندريا الو في جامعة تكساس في أوستن فقد درس الموجات الصوتية وطور آلة للصوت القادم من اتجاه واحد. ويقول الو في مقالة نشرت في صحيفة لايڤ-ساينس عام 2014: استطيع أن اسمعك دون أن تنتبه لوجودي. ويبحث المهندس مايكل مهاربيز في جامعة كاليفورنيا في بيركلي عن طرق للتواصل مع الدماغ بشكل مباشر وبدون أدوات.

 

أظهرت إحصاءات ديوان العمل "أن سرعة الإبتكار والتطور التكنولوجي قد يحتاجه مهندسي الكهرباء والإلكترونيات في مجال البحث والتطوير وهو مجال ستكون فيه الخبرة الهندسية ضرورية لتطوير نظم التوزيع المتعلقة بالتكنولوجيات الجديدة."

 

 

ــــــــــــــــــــ

 

المقالة الأصليّة

 

 

Share on Facebook
Share on Twitter
Please reload

تابعنا
ابحث بالتاق
Please reload

الارشيف
  • Black Instagram Icon
  • Black Twitter Icon

Riyadh, Saudi Arabia

  • Black Instagram Icon
  • Black Twitter Icon

الرياض، المملكة العربية السعودية