جميع تخصصات الهندسة ومعلومات عنها


جميع تخصصات الهندسة ومعلومات عنها

هندسة الكهرباء بالإنجليزية: Electrical engineering أحيانا تسمي هندسة الكهرباء والإكترونيات هي تخصص هندسي يتعامل مع دراسة وتطبيقات علوم الكهرباء والإلكترونيات والمجالات الكهرومغناطيسية .

في بادئ الأمر أصبح هذا المجال معروفا في أواخر القرن التاسع عشر وذلك بعد انتشار التيليغراف ومحطات امداد الطاقة. والان يغطي هذا المجال عدد من المواضيع الفرعية والتي تتضمن الطاقة، الالكترونيات ،نظم التحكم، معالجة الإشارات والاتصالات اللاسلكية.

ومن الممكن أن نقول أن الهندسة الكهربية تتضمن أيضا هندسة الالكترونيات ولكن يوجد اختلاف بينهما ،حيث تهتم هندسة الكهرباء بالامور المتعلقة بنظم الكهرباء عالية الجهد مثل نقل الطاقة و التحكم في المحركات ، بينما تتعامل هندسة الالكترونيات مع دراسة النظم الالكترونية ذات المقاييس المنخفضة(تيار منخفض –جهد منخفض) ويتضمن ذلك علوم الحاسبات والدوائر المتكاملة.

باختصار يمكن القول أن مهندسي الكهرباء دائما ما يهتمون باستخدام الكهرباء لنقل الطاقة، بينما يهتم مهندسو الالكترونيات باستخدام الكهرباء لنقل المعلومات.

وقد يشار إلى الهندسة الإلكترونية على نحو مستقل عند الحديث عن الهندسة الكهربائية؛ إذ تعدّ الهندسة الإلكترونية فرعاً من العلوم التطبيقية التي تتعامل مع التيارات والتوترات الضعيفة، وتعد الحواسيب و الدارات المتكاملة integrated circuits جزءاً من الهندسة الإلكترونية، في حين تتعامل الهندسة الكهربائية مع التيارات والتوترات العالية.

تخصصات هندسة الكهرباء

التقسيم الكلاسيكي للهندسة الكهربائية كان هندسة تيار الجهد العالي والتي تعرف اليوم بهندسة الطاقة و هندسة المحركات والقسم الآخر هندسة تيار الجهد المنخفض والتي تطورت لتصبح هندسة الاتصالات. إضافة إلى ذلك فقد اوجدت مجالات هندسية جديدة في اطار هندسة الكهرباء ومنها هندسة القياسات ، هندسة التحكم و الالكترونيات. ومع الوقت وازدياد التطور فقد اضيف لكل فرع من هذه الفروع العديد من المجالات الجديدة، وفي يومنا هذا أصبح من الصعب الاستغناء عن المعدات الكهربائية في معظم مجالات الحياة. ليس بالضرورة أن تكون الاقسام التالية فروع من الهندسة الكهربائية نظرا للاختلاف بين نظام الجامعات في كل من الولايات المتحدة الأمريكية وأوروبا, ولكن لهذه التخصصات علاقة بشكل أو باخر بالهندسة الكهربائية .

هندسة الطاقة power engineering

هتم هندسة الطاقة بإنتاج ونقل وتحويل الطاقة الكهربائية وتقنية الضغط العالي. في معظم الاحوال تنتج الطاقة الكهربية عن طريق تحويل طاقة الدوران الميكانيكي عن طريق المولدات إلى طافة كهربائية. كما تهتم هندسة الطاقة بنطاق استهلاك الطاقة الكهربية.

وهي تهتم بتوليد الطاقة الكهربائية في مختلف أنواع محطات التوليد - الحرارية منها thermal power plants والمائية hydro power plants والنووية nuclear power plants و محطات الطاقة الريحية aeolian power plants و محطات الطاقة الكهروشمسية solar power plants و مولدات الديزل diesel plants، وكذلك بأمور نقل الطاقة الكهربائية من مراكز التوليد حتى مراكز الاستهلاك وتوزيعها على مختلف أنواع المستهلكين المنزليين والتجاريين والصناعيين بوساطة شبكات كهربائية خاصة تسمى شبكات النقل والتوزيع الكهربائية.

يعمل مهندسو الكهرباء في هذا المجال في تصميم نظم القدرة الكهربائية ويشرفون على تركيبها وصيانتها وتشغيلها وتطويرها واستثمارها. وغالباً ما تعمل شبكات النقل بالتوتر العالي والتوتر العالي جداً (230ك.ف - 400ك.ف - 700ك.ف) وتعمل شبكات التوزيع بالتوتر المتوسط والتوتر المنخفض (66 ك.ف - 20 ك.ف - 0.4 ك.ف( .

 هندسة المحركات  :

تعمل هندسة المحركات على تحويل الطاقة الكهربائية بواسطة آلات كهربائية (محركات كهربائية) إلى طاقة ميكانيكية. وتعتبر هندسة المحركات ذات أهمية عالية لتقنيات الأتمته حيث أن الكثير من المحركات الميكانيكية يتم تشغيلها كهربائيا. وتلعب الهندسة الالكترونية دورا مهما في اطار هندسة المحركات، من ناحية في مجال التحكم بالمحركات، ومن ناحية أخرى في مجال تخفيض الاستهلاك إلكترونيا. و المحركات الكهربائية المعروفة تعمل على استخدام قطبين كهربائين و ركيزة مركزية فتبدأ الركيزة بالدوران عند تضاد القطبين مع بعضهما.

هندسة الاتصلات :

بمساعدة هندسة الاتصالات يتم نقل المعلومات عن طريق النبضات الكهربية أو الموجات الكهرومغناطيسية من المرسل إلى مستقبل واحد أو عدة مستقبلين. ومن اهتمامات هندسة الاتصالات ايصال المعلومة مع اقل قدر من الخسائر في البيانات، وكذلك أيضا نظم معالجة الاشارات كالتشفير، فك التشفير والتنقية وتعتبر إحدى الدراسات المتوقع تأثيرها على مستقبل الطاقة في العالم .

هندسة الاكترونيات :

تهتم الهندسة الإلكترونية بتطوير وتصنيع واستخدامات المكونات الالكترونية مثل مكثف، مستحث وعناصر اشباه الموصلات كالصمام الثنائي والترانزيستور .

تعالج الهندسة الإلكترونية مسألة تصميم واختيار الدوائر الإلكترونية التي تعتمد على استخدام العناصر الإلكترونية المختلفة مثل المقاومات والمكثفات والملفات و ثنائيات التوصيل diod و الدوائر الإلكترونية المتكاملة IC circuits و«الترانزستور» transistors لتحقيق وظائف معينة. وقد أصبحت الهندسة الإلكترونية والدوائر الإلكترونية جزءاً لا يتجزأ من كل التطبيقات العملية المختلفة في الحياة اليومية، فالدوائر الإلكترونية توجد في كل جهاز وفي كل المعدات، من أجهزة التكييف والتبريد إلى أجهزة التدفئة وأجهزة استقبال الإشارات ومعالجتها ومعالجة الصورة والغسالات الآلية وآلات غسيل الأواني وأفران الموجات القصيرة جداً microwave oven والبرادات إضافة إلى هندسة معالجة الإشارة signal processing engineering..

المايكرو إلكترونيك :

أحد فروع الهندسة الإلكترونية التي تهتم بتطوير الدوائر المتكاملة (IC) من المواد أشباه الموصلات. مثال على الدوائر المتكاملةالمعالجات. لا يعتبر المكثف و الملف قطع إلكترونية و انما قطع كهربائية ومع ذلك فهي جزء هام في تكوين الدوائر الالكترونية مثل دوائر الرنين المستخدمة في الإرسال والاستقبال, ودوائر الموائمة والشبكات التحليلية.

هندسة الحاسوب :

مازالت هندسة الحاسوب في بعض الأنظمة الجامعية تعد أحدى شعب الهندسة الكهربائية إلا أنها لم تعد تأخذ المفهوم التقليدي المتعارف في الأربعينيات حين كانت أغلب مكونات الحاسوب موصلات كهربائية ذات أعداد هائلة. أصبح مفهوم هندسة الحاسوب متشعبا في عدة مجالات منها التصميم والصيانة, البرمجة, الأنظمة و الشبكات.

هندسة التحكم الآلي :

تقوم الأتمتة أو ما نطلق عليه (التحكم الآلي) على توضيف تقنيات التحكم والقياس والتقنية الرقمية لتحويل خطوات العمل اليدوية إلى ذاتية التحكم. وتعتبر هندسة التنظيم أحد أهم فروع الأتمتة حيث تستخدم على سبيل المثال في تثبيت عدد دورات المحركات الكهربية، أو في أنظمة الطيار الالي و أيضا في أنظمة الثبات في السيارة مثل ESP لمنع الانزلاق، وكذلك التحكم بحرارة الثلاجات المنزلية، ومراقبة العمليات الصناعية. وقد تجعل الأتمتة من خواص نظام القدرة الكهربائية حيث يتم التحكم بجميع عناصر شبكة القدرة من محولات ومولّدات وأجهزة حماية وأنظمة قياس عن بعد وبطريقة آلية.

يتركز اهتمام مهندسي التحكم والقيادة على نمذجة modeling مجموعة متنوعة من النظم الديناميكية وتمثيلها simulation، وعلى تصميم المتحكمات الملائمة automatic controllers للتحكم بالمنظومات الكهربائية الديناميكية بحيث تنفذ العمليات المطلوبة منها بالشكل المرغوب.

ويستعمل مهندسو الكهرباء الدوائر الكهربائية ومعالجات للإشارة الرقمية و المتحكمات الصغرية micro controllers بغية تحقيق مثل هذه المتحكمات. وتستخدم هندسة التحكم والقيادة الآلية في مجالات واسعة من التطبيقات بدءاً من الطيران و أنظمة الدفع النفاثة propulsion systems في الطائرات الحديثة وإلى مراقبة السيارات الحديثة وقيادتها.

الهندسة الكهربائية النظرية :

تقوم الكهربائية النظرية بايصال القواعد النظرية و الاوصاف والشروحات الفيزيائية المستفادة من علم الكهرباء. وتنقسم إلى عدة أقسام منها نظرية الفيض لنقاش معادلات ماكسويل و نظرية الدوائر لتحليل الدوائر.