logo

logo

logo

logo

logo

الهندسة الكهربائية

هندسه كهرباييه

Electrical engineering - Electrotechnique

الهندسة الكهربائية

 

الهندسة الكهربائية electrical engineering هي اختصاص علمي مهني يتعامل مع إعداد الدراسات الكهربائية والكهرطيسية والإلكترونية وتطبيقاتها العملية في مختلف مجالات الحياة.

الشكل (1) محطة تحويل كهربائية حديثة

ظهرت الهندسة الكهربائية تخصصاً مهنياً مستقلاً في أواخر القرن التاسع عشر بعد ظهور التلغراف الكهربائي telegraph  وتوليد الكهرباء واستثمارها. وتغطي الهندسة الكهربائية حالياً اتجاهات متنوعة ومتعددة من الاختصاصات الفرعية مثل هندسة الطاقة الكهربائية والآلات الكهربائية وقيادتها والتحكم الآلي والإلكترونيات الصناعية، والإلكترونيات البصرية والإلكترونيات الرقمية والمنطقية، والذكاء الاصطناعي والإلكترونيات التطبيقية ومعالجة الإشارة والاتصالات والأجهزة الكهربائية والمعدات الإلكترونية.

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

يتم أحياناً عدّ الهندسة الكهربائية من العلوم التطبيقية التي تهتم بأمور توليد الكهرباء ونقلها وتوزيعها واستهلاكها، وعدّ الهندسة الإلكترونية من العلوم التطبيقية التي تهتم بأمور استخدام الكهرباء لنقل المعلومات.

لمحة تاريخية:

الشكل (2) لوحات التحكم الآلي في منشأة صناعية

بدأ الاهتمام بالكهرباء فرعاً تطبيقياً للعلوم منذ نهاية القرن السابع عشر، إلا أن الكهرباء والكهرطيسية كانتا جزءاً من العلوم الفيزيائية. وقد بدأت الجامعات بمنح شهادات علمية في الهندسة الكهربائية في أواخر القرن التاسع عشر، وكانت جامعة دارمشتات للتقنية في ألمانيا Darmstadt University of Technology أول جامعة في العالم تحدث كرسياً للهندسة الكهربائية (قسماً للهندسة الكهربائية) وأنشأت أول كلية للهندسة الكهربائية عام 1882. وقد قامت هذه الجامعة وجامعة كورنل Cornell University في الولايات المتحدة الأمريكية باعتماد أول خطة تدريس للهندسة الكهربائية عام 1883، وتبعتهما كلية لندن الجامعية University College of London عام 1885 بإحداث أول قسم للهندسة الكهربائية في المملكة المتحدة، وفي عام 1886 لحقت بها جامعة ميزوري University of Missouri في الولايات المتحدة. وكانت الإنجازات في مجالات الهندسة الكهربائية خلال تلك الفترة الزمنية تتسارع تسارعاً مثيراً. منها ما قام أديسون Edison به عام 1882 وذلك بتنفيذ أول شبكة تغذية كهربائية واسعة ووضعها في الخدمة وكانت تعمل بالتيار المستمر بتوتر 110 فولت لتغذية تسعة وخمسين مستهلكاً في منطقة ما، وسجل العالم نيكولا تِسْلا Nikola Tesla عام 1887 عدة براءات اختراع تتعلق بالتيار المتناوب وتوزيع الطاقة الكهربائية بالتيار المتناوب. وحل التيار المتناوب مكان التيار المستمر لتوليد الكهرباء ونقلها وتوزيعها وذلك لما له من مزايا اقتصادية وشروط أمان عالية. وكانت لمساهمة العالم تسلا في مجال الشبكات الكهربائية ثلاثية الأطوار وفي مجال المحركات التحريضية، ولمساهمة إديسون في مجال التلغراف الدور الكبير في دفع عجلة تطور الهندسة الكهربائية إلى الأمام على نحو سريع.

فروع الهندسة الكهربائية electrical engineering 

للهندسة الكهربائية فروع متعددة، ندرج الأهم منها:

أ ـ هندسة الطاقة الكهربائية power engineering: وهي تهتم بتوليد الطاقة الكهربائية في مختلف أنواع محطات التوليد - الحرارية منها thermal power plants والمائية hydro power plants والنووية nuclear power plants ومحطات الطاقة الريحية aeolian power plants ومحطات الطاقة الكهروشمسية solar power plants ومولدات 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).

ب ـ هندسة القيادة الكهربائية والتحكم electric drive control:

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 والمتحكمات الصغرية micro controllers بغية تحقيق مثل هذه المتحكمات. وتستخدم هندسة التحكم والقيادة الآلية في مجالات واسعة من التطبيقات بدءاً من الطيران وأنظمة الدفع النفاثة propulsion systems في الطائرات الحديثة وإلى مراقبة السيارات الحديثة وقيادتها.

ج - الهندسة الإلكترونية electronics engineering:

الشكل (3) جهاز يتضمن عناصر إلكترونية متنوعة

تعالج الهندسة الإلكترونية مسألة تصميم واختيار الدوائر الإلكترونية التي تعتمد على استخدام العناصر الإلكترونية المختلفة مثل المقاومات والمكثفات والملفات وثنائيات التوصيل diod والدوائر 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.

د - هندسة الاتصالات[ر] telecommunication engineering.

هـ - هندسة الحاسوب[ر] computer engineering.

ممارسة مهنة الهندسة الكهربائية

تخضع ممارسة مهنة الهندسة الكهربائية لقوانين وقواعد ناظمة تتغير من بلد إلى آخر ومن نظام تعليمي إلى آخر. ويعدّ الحصول على شهادة الإجازة في الهندسة الكهربائية أو شهادة البكالوريوس في الهندسة الكهربائية الخطوة الأساسية للتمتع بحقوق ممارسة هذه المهنة. ويتم الحصول على هذه الشهادة في كليات الهندسة الكهربائية التابعة للجامعات والمعاهد العليا التقنية. وتكون فترة الدراسة اللازمة للحصول عليها 3 -5 سنوات. وتنظم مهنة الهندسة الكهربائية في غالبية الدول عن طريق نقابات مهنية للمهندسين أو عن طريق جمعيات لمهندسي الكهرباء. وتشرف هذه الجمعيات على حقوق مهندس الكهرباء وواجباته وشروط ممارسته مهنة الهندسة الكهربائية في دولها. وأشهر هذه الجمعيات هي معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات  The Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) والهيئة تسمى الهيئة العالمية للإلكترونيات International Electronical Commission (IEC) تقوم بتنظيم المواصفات وطرق الاختبار وقواعد التصميم لجميع الأجهزة والمعدات الكهربائية وتوحيدها في كافة أنحاء العالم.

سميح الجابي

 

الموضوعات ذات الصلة:

 

هندسة الاتصالات ـ الهندسة الإلكترونية ـ هندسة الحاسوب.

 

مراجع للاستزادة:

 

- L. A. A. WARNES, Electronic and Electrical Engineering: Principles and Practice (Palgrave Macmillan 2002).

- T. K. NAGSARKAR & M.S. SUKHIJA, Basic Electrical Engineering (Oxford University Press Inc, USA  2005).


التصنيف : التقنيات (التكنولوجية)
النوع : تقانة
المجلد: المجلد الواحد والعشرون
رقم الصفحة ضمن المجلد : 620
مشاركة :

اترك تعليقك



آخر أخبار الهيئة :

البحوث الأكثر قراءة

هل تعلم ؟؟

عدد الزوار حاليا : 48
الكل : 11015920
اليوم : 4657

هودون (جان أنطوان-)

هودون (جان أنطوان ـ) (1741 ـ 1828)   جان أنطوان هودون Jean-Antoine Houdon نحات فرنسي ولد في فرساي القريبة من باريس وكان ابناً لحاجب المدرسة الأكاديمية. في الخامسة عشرة من عمره التحق بأكاديمية الفنون الجميلة في باريس حيث تعلم النحت بإشراف أساتذة عظام أمثال لوموان J.B.Lemoyne وبيغال Pigalle. وقد حصل على جائزة توجت بمنحة إلى روما في الفترة ما بين 1764- 1768، وفيها تأثر بدعوات فنكلمان[ر] إلى التشديد على إطار المنحوتة وطمس الجانب التشريحي في دراساته. كما سافر إلى ألمانيا والولايات المتحدة الأمريكية، وأنجز مجموعة كبيرة من الأعمال النحتية توزع معظمها في المتاحف الروسية، كما نشط في أواخر حياته في المجال التربوي حتى وفاته.
المزيد »