معرفی گرایش‌های مهندسی برق (ارشد)

Mahnaazz · 9 شهریور، ۱۳۹۴

گرایش الكترونیك

گرایش الكترونیك به دو زیر بخش عمده تقسیم می‌شود. بخش اول میكروالكترونیك است كه شامل علم مواد، فیزیك الكترونیك و طراحی و ساخت قطعات، از ساده‌ترین شكل آن‌ها تا پیچیده‌ترین شكل است. بخش دوم مدار و سیستم نامیده می‌شود و هدف آن طراحی و ساخت سیستم‌ها و تجهیزات الكترونیكی با استفاده از قطعات ساخته شده توسط متخصصان میكروالكترونیك است. گرایش الكترونیك یكی از گرایش‌های جالب مهندسی برق است كه محور اصلی آن آشنایی با قطعات نیمه هادی، توصیف فیزیكی این قطعات، عملكرد آن‌ها و در نهایت استفاده از این قطعات برای طراحی و ساخت مدارها و دستگاه‌هایی است كه كاربردهای فنی و روزمره زیادی دارند.

مهندسي برق شاخه‌ي الکترونيک داراي سه گرايش طراحي آنالوگ، مدارهاي ديجيتال، ادوات ميکرو و نانو الکترونيک است. طراحي آنالوگ، گرايشي است که در گذشته‌ي نه چندان دور به عنوان نمادي براي يک مهندس الکترونيک بوده است. به گونه‌اي که وقتي نامي از مهندس الکترونيک برده مي‌شد، مدارات الکترونيکي آنالوگ شامل سلف، خازن، مقاومت و تقويت کننده‌هاي عملياتي در ذهن تداعي مي‌شد. امروزه اين شاخه از مهندسي الکترونيک با حفظ کاربري خود در طراحي مدارهاي آنالوگ براي استفاده در وسايل خانگي، سيستم‌هاي ارتباطي و پروژه‌هاي عمدتا تجاري به تدريج شاخص بودن خود را از دست مي‌دهد. برتري ويژه‌ي سيستم‌هاي ديجيتال بر آنالوگ، امروزه باعث شده تمايل بسياري براي طراحي بر پايه‌ي سيستم‌هاي ديجيتال به‌وجود آيد و اگر اين عصر را عصر ديجيتال بگوييم، سخني به گزافه نگفته‌ايم. مهندس برق در شاخه‌ي الکترونيک ديجيتال در کنار مهندسين مخابرات در انجام پروژه‌هاي مخابراتي و پياده‌سازي بهينه‌ي طرح‌هاي مخابراتي نقش عمده‌اي ايفا مي‌کند. طراحي بردهاي FPGA، طراحي بردهاي کنترلي با استفاده از ميکرو کنترلرهاي عمومي يا خاص از جمله فعاليت‌هايي است که در تخصص اين گرايش است. علاوه بر کاربردهاي نظامي، با توجه به ديجيتالي شدن اکثر وسايلي که به صورت روزمره با آن ها سروکار داريم، نياز ويژه‌اي در کشور به مهندسين توانا در اين زمينه ديده مي‌شود. گرايش ادوات ميکرو - نانو الکترونيک از گرايش‌هاي نوظهور است که بحث‌هاي آن در مرزهاي دانش واقع است. بيشتر فعاليت‌ها در اين زمينه در کشور جنبه‌ي تحقيقاتي دارد و از اهداف تاسيس چنين گرايشي در کشور نيز رشد علمي و پرورش نسلي از دانشمندان متخصص در زمينه‌ي تکنولوژي‌هاي نانو است. اين گرايش در حال حاضر در برخي دانشگاه هاي مطرح کشور از جمله دانشگاه شريف و دانشگاه تهران ارائه مي‌شود و فعاليت‌هاي تحقيقاتي آن به آزمايشگاه‌هاي موجود در اين دانشگاه ها محدود است.

گرایش مخابرات

هدف از مخابرات ارسال و انتقال اطلاعات از نقطه‌ای به نقطه‌ی دیگر است كه این اطلاعات می‌توانند صوت، تصویر و یا داده‌های كامپیوتری باشند. مخابرات از دو گرایش میدان و سیستم تشكیل شده است. در گرایش میدان، دانشجویان با مفاهیم میدان‌های مغناطیسی، امواج، ماكروویو، آنتن و ... آشنا می‌شوند تا بتوانند مناسب‌ترین وسیله را برای انتقال یك موج از نقطه‌ای به نقطه دیگر پیدا كنند و طراحی فلیترهای مختلفی است كه می‌توانند امواج مزاحم شامل صوت یا پارازیت را از امواج اصلی تشخیص و آن‌ها را حذف كرده و تنها امواج اصلی را از آنتن دریافت كنند.گفتنی است كه امروزه با توسعه مخابرات بی سیم، ارتباط نزدیك‌تری بین دو گرایش میدان و سیستم ایجاد شده است. برای نمونه در گوشی تلفن همراه، هم تجهیزات مربوط به مدارهای مخابراتی، هم تجهیزات مربوط به فرستنده و هم آنتن گیرنده را داریم. از همین رو یك مهندس مخابرات امروزه باید از هر دو گرایش به‌خوبی اطلاع داشته باشد تا بتواند یك دستگاه بی‌سیم را طراحی كند.

مهندسي برق شاخه‌ي مخابرات داراي سه گرايش مخابرات ميدان، مخابرات سيستم و مخابرات رمز است. دانشجويان گرايش مخابرات سيستم عمدتا در طراحي سيستم‌هاي مخابراتي فعاليت مي‌کنند. طراحي سيستم‌هاي رادار و جنگ الکترونيک که جزو پروژه‌هاي نظامي محسوب مي‌شوند، از زمينه‌هاي ويژه‌ي کاربرد گرايش مخابرات سيستم هستند. طراحي شبکه‌هاي مخابراتي جهت ارتباط اطلاعاتي (مانند شبکه‌هاي ارتباطي بانک‌ها) و نصب و راه اندازي شبکه‌هاي ارتباط از راه دور (موبايل ) نيز در تخصص دانشجويان اين گرايش است. دانشجويان گرايش مخابرات ميدان در زمينه‌ي طراحي اجزاي فرستنده-گيرنده‌هاي مخابراتي مانند طراحي آنتن‌ها، طراحي موج‌بر و شبيه سازي آن‌ها تخصص دارند. گرايش رمز نيز در زمينه‌ي مخابرات امن كه از مسائل حياتي در پروژه‌هاي نظامي است، کاربرد دارد. تهيه‌ي پروتکل‌هاي مخابرات امن و تست و ارزيابي ميزان امنيت شبکه‌هاي مخابراتي نياز به متخصصان در اين زمينه دارد. بحث طراحي امنيتي کارت‌هاي هوشمند که در راستاي ايجاد دولت الکترونيک نقش اساسي دارد در زمره‌ي فعاليت‌هاي مهم اين گرايش است. در مجموع دانشجويان هر سه گرايش، نيازهاي مخابراتي پروژه‌هاي نظامي را تامين مي‌کنند. اگر چه زمينه‌ي انجام پروژه‌هاي مخابراتي غير نظامي هم که نمونه‌هايي از آن‌ها آورده شد، براي متخصصان اين رشته جود دارد.

گرایش كنترل

اگر بخواهیم یك تعریف كلی از كنترل ارائه دهیم می‌توانیم بگوییم كه هدف این علم، كنترل خروجی‌های یك سیستم بر مبنای ورودی‌های آن و با توجه به شرایط ویژه و نكات مورد نظر طراحی آن سیستم است. علم كنترل فقط در مهندسی برق مورد استفاده قرار نمی‌گیرد. بلكه در شاخه‌های دیگری از علوم مهندسی و حتی علوم انسانی كاربرد دارد. به عنوان نمونه كنترل فرآیند تصفیه نفت در یك پالایشگاه، كنترل عملكرد یك نیروگاه برق، سیستم كنترل ناوبری یك كشتی و یا كنترل تحولات و تغییرات جمعیتی، نمونه‌های متنوعی از كاربرد علم كنترل هستند. گرایش كنترل دارای زیر بخش‌های متنوعی مانند كنترل خطی، غیرخطی، مقاوم، تطبیقی، دیجیتالی، فازی و غیره است. در رشته‌های مهندسی مكانیك، مهندسیشیمی، مهندسیهوافضا، مهندسیسازه و مهندسی‌های دیگر نیز ما شاهد علم كنترل هستیم؛ اما نوع سیستم كنترلی در هر رشته‌یمهندسی، متفاوت است. برای مثال درمهندسیمكانیك نوع كنترل مكانیكی و در مهندسیشیمی براساس فرآیندهای شیمیایی است. اما در كل هدفمهندسیكنترل، طراحی سیستمی است كه بتواند عملكرد یك دستگاه را در حد مطلوب حفظ كند. خودكار كردن یا اتوماتیك كردن خط تولید، یكی دیگر از فعالیت‌هایمهندسیكنترل است. یعنی مهندس كنترل می‌تواند به گونه‌ای خط تولید را هماهنگ و كنترل كند كه محصول تولید شده طبق برنامه تعیین شده و با بهترین كیفیت به دست آید.

گرایش قدرت

هدف اصلی مهندسیاین گرایش، تولید برق در نیروگاه‌ها، انتقال برق از طریق خطوط انتقال و توزیع آن در شبكه‌های شهری و در نهایت توزیع آن برای مصارف خانگی و كارخانجات است. بنابراین یك مهندس قدرت باید با 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. به عبارت دیگر، دانشجویان این رشته در شاخه تولید با انواع نیروگاه‌های آبی، گازی، سیكل تركیبی و ... آشنا می‌شوند. در بخش انتقال و توزیع نیز، روش‌های مختلف انتقال برق اعم از كابل‌های هوایی و زیرزمینی را مطالعه می‌كنند و در شاخه حفاظت نیز انواع وسایل و تجهیزات حفاظتی كه در مراحل مختلف تولید، توزیع، انتقال و مصرف انرژی، انسان‌ها و تاسیسات را در برابر حوادث مختلف محافظت می كند، مورد بررسی قرار می‌دهند كه از آن میان می‌توان به انواع رله‌ها، فیوزها، كلیدها و در نهایت سیستم‌های كنترل اشاره كرد. یكی دیگر از شاخه‌های قدرت نیز ماشین‌های الكتریكی است كه شامل ژنراتورها، ترانسفورماتورها و موتورهای الكتریكی می‌شود كه این شاخه از زمینه‌های مهم صنعتی و پژوهشی گرایش قدرت است.

مهندسي برق شاخه‌ي قدرت داراي دو گرايش ماشين‌هاي الکتريکي و سيستم‌هاي قدرت است. مهندسين قدرت در گرايش سيستم‌هاي قدرت و طراحي و نظارت بر شبکه‌ي قدرت تخصص دارند. با توجه به نياز روز افزون کشور به انرژي برق و توسعه‌ي شبکه‌ي برق، از اين جهت کشور به متخصصان اين گرايش نيازمند است. اين مهندسين در طراحي نيروگاه‌ها و مشاوره در زمينه‌ي احداث نيروگاه‌هايي که با انرژي‌هاي نو کار مي‌کنند، توانمند هستند. در گرايش ماشين‌هاي الکتريکي، طراحي موتورهاي الکتريکي مورد استفاده در صنايع مختلف، مشاوره در نصب و راه‌اندازي ژنراتورهاي نيروگاهي، طراحي درايو (مدارهاي الکترونيک قدرت مورد استفاده جهت راه اندازي و کنترل ماشين‌هاي الکتريکي) در تخصص مهندسين اين گرايش است.

گرایش مهندسی پزشکی

کاربرد این گرایش در کشورمان در حال حاضر محدود است و امید می‌رود كه در سالهای آتی با گسترش صنایع، ساخت ادوات مهندسی پزشکی مانند لوازم بیمارستانی، آزمایشگاهی و توان‌بخشی زمینه‌ی کاری را بیش از پیش برای متخصصین این گرایش فراهم آورند. در حال حاضر مهندسین این گرایش بیشتر در زمینه نصب و پشتیبانی دستگاه‌های حساس بیمارستانی و آزمایشگاهی و نیز ساخت محدود ادوات توانبخشی مشغول به کارند.

f.amini · 23 دی، ۱۳۹۴

آینده شغلی، بازار کار، درآمد

امروزه با توسعه صنایع کوچک و بزرگ در کشور، فرصت‌های شغلی زیادی برای مهندسین برق فراهم شده‌است و اگر می‌بینیم که با این وجود بعضی از فارغ التحصیلان این رشته 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 موسسه 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 فارغ التحصیلان ما انجام داده و خوشبختانه موفق نیز بوده‌اند."

«اگر یک فارغ التحصیل برق دارای توانایی‌های لازم باشد، با مشکل بیکاری روبرو نخواهد شد. در حقیقت امروزه مشکل اصلی این است که بیشتر فارغ التحصیلان توانمند و با استعداد این رشته به خارج از کشور مهاجرت می‌کنند و ما اکنون با کمبود نیروهای کارآمد در این رشته روبرو هستیم.»

یکی از اساتید مهندسی برق دانشگاه علم و صنعت ایران نیز در مورد فرصت‌های شغلی فارغ التحصیلان این رشته می‌گوید:

"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 ۱۵۰۰ مگاوات به ظرفیت تولید کشور افزوده شود که این نیاز به احداث نیروگاه‌های جدید و همچنین فارغ التحصیلان متخصص