آشنايي با رشته مهندسي برق

هدف

يكي از بهترين تعریف‌هایی كه از مهندسي برق شده است، اين است كه محور اصلي فعالیت‌های مهندسي برق، تبديل يك سيگنال به سيگنال ديگر است. كه البته اين سيگنال ممكن است شكل موج ولتاژ يا شكل موج جريان و يا تركيب ديجيتالي يك بخش از اطلاعات باشد.

مهندسي برق داراي چهار گرايش اصلی است كه در دانشگاه آزاد اسلامی واحد زنجان گرایش قدرت دایر می‌باشد.

گرايش قدرت

هدف اصلي مهندسين اين گرايش، توليد برق در نیروگاه‌ها، انتقال برق از طريق خطوط انتقال و توزيع آن در شبکه‌های شهري و در نهايت توزيع آن براي مصارف خانگي و كارخانجات است. بنابراين يك مهندس قدرت بايد به روش‌های مختلف توليد و مصرف برق، خطوط انتقال نيرو و سیستم‌های توزيع آشنا باشد. این گرایش به آموزش و پژوهش در زمينه طراحي و ساخت سیستم‌های مورد استفاده در توليد، توزيع، مصرف و حفاظت از برق می‌پردازد. به عبارت ديگر دانشجويان اين رشته در شاخه توليد با انواع نیروگاه‌های آبي، گازي، سيكل تركيبي و ... آشنا می‌شوند. و در بخش انتقال و توزيع، روش‌های مختلف انتقال برق اعم از کابل‌های هوايي و زيرزميني را مطالعه می‌کنند و در شاخه حفاظت نيز انواع وسايل و تجهيزات حفاظتي كه در مراحل مختلف توليد، توزيع، انتقال و مصرف انرژي، انسان‌ها و تأسیسات را در برابر حوادث مختلف محافظت می‌کنند، مورد بررسي قرار می‌دهند كه از آن ميان می‌توان به انواع رله‌ها، فيوزها، كليدها و در نهايت سیستم‌های كنترل اشاره كرد. يكي ديگر از شاخه‌های قدرت نيز ماشین‌های الكتريكي است كه شامل ژنراتورها، ترانسفورماتورها و موتورهاي الكتريكي می‌شود كه اين شاخه از زمینه‌های مهم صنعتي و پژوهشي گرايش قدرت است.

آينده شغلي، بازار كار، درآمد

امروزه با توسعه صنايع كوچك و بزرگ در كشور، فرصت‌های شغلي زيادي براي مهندسين برق فراهم شده است و اگر می‌بینیم كه با اين وجود بعضي از فارغ‌التحصیلان اين رشته بيكار هستند، به دليل اين است كه اين افراد يا فقط در تهران دنبال كار می‌گردند و يا در دوران تحصيل به جاي يادگيري عميق دروس و در نتيجه كسب توانایی‌های لازم، تنها واحدهاي درسي خود را گذرانده‌اند.

همچنين يك مهندس خوب بايد، كارآفرين باشد يعني به دنبال استخدام در موسسه يا وزارتخانه اي نباشد بلكه به ياري آگاهی‌های خود، نيازهاي فني و صنعتي كشور را يافته و با طراحي سیستم‌ها و مدارهاي خاصي اين نيازها را برطرف سازد. كاري كه بعضي از فارغ‌التحصیلان ما انجام داده و خوشبختانه موفق نيز بوده‌اند.

طبق نظر كارشناسان و متخصصان انرژي در كشور، با توجه به نياز فزاينده به انرژي در جهان كنوني و همچنين نرخ رشد انرژي الكتريكي در كشور، سالانه بايد حدود 1500 مگاوات به ظرفيت توليد كشور افزوده شود كه اين نياز به احداث نیروگاه‌های جديد و همچنين فارغ‌التحصیلان متخصص برق و قدرت دارد.

توانایی‌های مورد نياز و قابل توصيه توانايي علمی

مهندسي برق نيز مانند مابقي رشته‌های مهندسي بر مفاهيم فيزيكي و اصول رياضيات استوار است و هر چه دانشجويان بهتر اين مفاهيم را درك كنند، می‌توانند مهندس بهتري باشند. داشتن ضريب هوشي بالا و تسلط كافي بر رياضيات، فيزيك و زبان خارجي از ضرورت‌های ورود به اين رشته است.

علاقه‌مندی‌ها

دانشجوي برق بايد ذهني خلاق و تحليل گر داشته باشد. همچنين به كار با وسايل برقي علاقه داشته باشد چون گاهي اوقات با دانشجوياني روبرو می‌شویم كه در رياضي و فيزيك قوي هستند اما در كارهاي عملي ضعیفند. چنين دانشجوياني براي رشته‌های مهندسي مناسب نيستند و بهتر است رشته‌های ذهني و انتزاعي مثل رياضي يا فيزيك را انتخاب كنند.

وضعيت ادامه تحصيل در مقاطع بالاتر

كارشناسي ارشد و فارغ‌التحصیل در مقطع كارشناسي برق كه مدرك خود را در يكي از چهار گرايش الكترونيك، مخابرات، قدرت و كنترل می‌گیرد، می‌تواند در يكي از اين گرایش‌ها يا رشته‌ای كه برق زير مجموعه‌ای براي آن تعريف شده، ادامه تحصيل نمايد. اين رشته به صورت: مهندسي برق- الكترونيك، برق- قدرت، برق- مخابرات (شامل گرایش‌های: ميدان، سيستم، موج، رمز، مايكرونوري) برق- كنترل، مهندسي پزشكي (گرايش بيوالكتريك)، مهندسي هسته‌ای (دو گرايش مهندسي راكتور و مهندسي پرتو پزشكي، مهندسي كامپيوتر (معماري كامپيوتر، هوش مصنوعي و رباتيك) است. براي تحصيل در مقطع دكتراي تخصصي، می‌توان، در هر يك از زیرشاخه‌های تخصصي‌تر گرایش‌های ياد شده ميزان مورد نياز واحدها را اخذ كرد و رساله دكتري را در همان موضوع خاص ارائه داد. مسلم است اين زير شاخه‌ها، گرایش‌های تخصصی‌تر اين چهار گرايش است. امكان ادامه تحصيل در كليه گرایش‌های ياد شده در مقطع‌های كارشناسي ارشد و تا حد زيادي در دوره دكتري، در داخل كشور وجود دارد. رشته برق به دليل كاربردي بودن آن در بسياري از علوم مهندسي ديگر، براي فارغ‌التحصیلان امكان تحصيل در بسياري گرایش‌ها و دانش‌ها را فراهم می‌کند.

درس‌های تخصصي مهندسي برق- قدرت:

از درس‌های پايه و اصلي موثر در مهندسي قدرت می‌توان به دروس ریاضیات، مدار، الكترومغناطيس، ماشين و بررسي اشاره كرد. بعضي از درس‌های تخصصي اين گرايش عبارتند از:

ماشین‌های الكتريكي 3: اين درس از جمله درس‌هایی است كه ديدي صنعتي به دانشجو می‌دهد. مبحث اين درس را می‌توان به دو فصل مهم ترانسفورماتورهاي سه فاز و ماشین‌های سنكرون تقسيم بندي نمود. ترانسفورهاي سه فاز و ماشین‌های سنكرون وسايلي الكتريكي هستند كه بيشتر جنبه صنعتي دارند و كاربردهاي بسيار زياد ترانسفورماتور‌های سه فاز در انتقال و توزيع انرژي الكتريكي، تبديل ولتاژ در ابتداي همه کارخانه‌ها و کارگاه‌های بزرگ صنعتي و ... بر هيچ كس پوشيده نيست. در اين درس در مورد انواع آرایش‌های اين ترانسفورماتور‌ها، كليه گروه‌های موجود و كاربرد هر نوع، بحث جامعي می‌شود.

ماشین‌های مخصوص (ويژه): به تعبيري می‌توان اين درس را نقطه عطف درس‌های تخصصي اين گرايش دانست. زيرا اين درس به بررسي در مورد ماشین‌های ويژه می‌پردازد كه اين ماشین‌ها در وسايل خانگي كاربرد فراوان دارند.

الكترونيك صنعتی: الكترونيك قدرت در عمل بين الكترونيك و قدرت، آشتي برقرار كرده است. به طور مثال می‌توان با فرمان يك ريزپردازنده كه حدود 5 ولت و 200 ميلي آمپر است يك كارخانه را راه اندازي كنيم. در زمينه الكترونيك قدرت المان‌هایی نظير تريستور، ترانزيستور و ... كاربردهاي فوق‌العاده زيادي دارند. از مزاياي اين قطعات تحمل توان‌های بالا می‌باشد.

بررسي سیستم‌های قدرت 2: اين درس بيشتر در مورد انتقال انرژي و مشكلات موجود در اين راه صحبت می‌کند. از جمله مطالب ارائه شده در اين درس می‌توان به پخش بار اقتصادي در شبکه‌های قدرت، اتصال کوتاه‌های متقارن و نامتقارن روي شبكه قدرت و پايداري سیستم‌های قدرت اشاره نمود.

توليد و نيروگاه: اين درس يكي از درس‌های بسيار جذاب اين گرايش است، زيرا برخلاف ديگر درس‌ها، زياد به مسائل نظري، نمی‌پردازد و جنبه بسيار عملي دارد. آشنايي با انواع نیروگاه‌ها (آبي، اتمي، بادي، بخار، ...) و همچنين بحث كلي در مورد اين نیروگاه‌ها و روش‌های كاري آن‌ها از مباحث اين درس است.

رله و حفاظت: يك شبكه قدرت را بايد در مقابل خطرات احتمالي (اتصال کوتاه‌ها) محافظت كرد. از وسائلي كه در اين مورد استفاده می‌شود می‌توان به رله‌ها اشاره كرد كه بسته به نوع رله به محض ايجاد يك حالت خطا و يا خرابي در شبكه وارد عمل شده، قسمتي از شبكه را جدا كرد.

عايق و فشار قوي: با توجه به تفاوت‌های ولتاژهاي فشار قوي با ولتاژهاي فشار ضعيف، به طور حتم توليد، اندازه گيري و بهره برداري از اين ولتاژها تفاوت‌های عمده‌ای با ولتاژهاي فشار ضعيف دارد و براي عايق بندي شبكه فشار قوي بايد از عایق‌های مخصوصي استفاده كرد. فصل نخست اين درس به بررسي اين مقوله می‌پردازد. در بخش دوم اين درس انواع تخلیه الكتريكي، مراحل مختلف آن در عایق‌ها و اثرات مختلف شكست بر عايق مورد بررسي قرار می‌گیرد.

ترموديناميك: شايد اولين سوالي كه در مرحله اول به ذهن برسد ارتباط اين درس با درس‌های برق باشد. كاربرد اصلي مطالب اين درس مبحث توليد نيروگاه است. زيرا هنگام آشنايي با انواع نیروگاه‌ها (نيروگاه بخار، گازي، اتمي و...) بايد اطلاعاتي در مورد سيكل كاري آن‌ها داشته باشيم، پس داشتن اطلاعاتي در مورد ترموديناميك ضروري است.