معلومات عن الهندسة الكهربائية

معلومات عن الهندسة الكهربائية ، تعتبر الهندسة الكهربائية من أهم المجالات عمومًا التي شمل الكثير من العلوم والرياضيات والأبحاث، وينتج عنها دومًا الراحة والرفاهية في حياة الإنسان، نظرًا للأجهزة العديدة التي تمنحها للبشرية.

تاريخ الهندسة الكهربائية وأبرز أعلامها

• لقد اشتهرت الهندسة الكهربائية في أواخر القرن التاسع عشر، ولكن بداية ظهور الهندسة الكهربائية على الإطلاق كانت في بدايات القرن السابع عشر أو أواخر القرن السادس عشر.
• يعد ويليام جلبرت هو أو مهندس كهرباء في التاريخ، حيث قام باختراع آلة للتعرف على أجسام الشحنات الكهربائية الساكنة، وتمكن من التفريق بين المغناطيسية الساكنة والكهربية الساكنة.
• في البداية كان كل شيء في الهندسة الكهربائية يتعلق بالشحنة، ولكن في عصر توماس أديسون وفيرنر فون سيمنس، تم فصل الهندسة الكهربائية عن الفيزياء.
• في عام 1752 اخترع بنيامين فرانكلين موصلة الصواعق، وبزغ بشدة في مجال الهندسة الكهربائية، ونشر نتائج تجاربه العلمية بين عامي 1751 و1753، تحت مُسمى تجارب ومشاهدات عن الكهرباء.
• في عام 1800 تم تصنيع البطارية الأولى في التاريخ تحت مُسمى “عمود فولتا” على يد ألكسندر فولتا الذي تأثر كثيرًا بتجربة أجراها لويجي جالفاني في عام 1792.

شاهد أيضًا: من هو مخترع الهاتف الذكي

الهندسة الكهربائية منذ عام 1820

• في عام 1820 قام اندري ماري أمبير بتعريف الجهد الكهربي والتيار الكهربي، وأثبت علميًا أن أي سلكين يمر خلالهما التيار يؤثران بشدة على بعضهما البعض، وذلك بعد تكراره لتجربة كان قد قام بها كريستيان اورستد.
• يعد أيضًا مايكل فارداي من أبرز أعلام الهندسة الكهربائية في التاريخ، والذي بفضل تجاربه العديدة، تمكن كليرك ماكسويل من تقديم “معادلات ماكسويل” التي تعتبر من أهم أسس الهندسة الكهربائية على الإطلاق.
• في عام 1866 حدث اختراعا مُذهلًا، حيث اكتشف العظيم فيرنر فون سيمنس مبدأ الدينامو ليتمكن بعد ذلك من تصنيع أو مولد طاقة كهرباء في التاريخ، وتصبح الكهرباء موجودة بكثرة للاستخدام.
• عقب إسهام فيرنر فون العظيم بعشرة أعوام، تمكن توماس أديسون من اختراع مصباح خيط الكربون لتتوغل الكهرباء بشدة في المجتمع المدني بفضل هذا الاختراع في عام 1876.
• في عام 1883 دخلت الهندسة الكهربائية مجال التعليم لأول مرة في التاريخ، وذلك بفضل ايراسموس كيتلر الذي أدخل مجال الهندسة الكهربائية في جامعة دارمشتات التقنية في ألمانيا.
• كانت دراسة هذا التخصص في الكليات لمدة 4 سنوات، على أن يتخرج بعد ذلك حاملًا لقب مهندس كهربائي.

اختراعات عظيمة قدمتها الهندسة الكهربائية للعالم

• في عام 1884 تمكن هاينريش رودولف هيرتز من إثبات وجود الموجات الكهرومغناطيسية ومعادلات ماكسويل عمليًا، ليصبح بذلك مؤسس علم النقل اللاسلكي للإشارات ومؤسس هندسة الاتصالات.
• في سنة 1896 قام غوغليلمو ماركوني بتفعيل أو محطة إرسال لاسلكية، حتى يصبح “الراديو” مُنتشرًا بكثرة في الأسواق بحلول عام 1900.
• بعد ذلك تطورت الهندسة الكهربائية وتم تصنيع الصمام الثنائي والصمام الثلاثي مما منح مهندسي الكهرباء القدرة على تقوية الإشارة بعد ذلك.
• واصلت الثورة العلمية الضخمة التي أفادت العالم من مجال الهندسة الكهربائية تطورها وإسهاماتها التي خلدها التاريخ، حيث تم اختراع أول تلفزيون ميكانيكي بسيط جدًا في عام 1926 على يد جون لوجي بيرد.

اختراعات الهندسة الكهربائية منذ عام 1928

• في عام 1928 تمكن من تصنيع التلفزيون الألوان، ليبدأ مباشرة في نفس العام أول بث تلفزيوني من لندن إلى نيويورك.
• في عام 1931 قام الفريد فون أردنية بتصنيع أول تلفزيون كهربي.
• بعد ذلك تواصلت الإسهامات والاختراعات واحدًا تلو الآخر، ليظهر الحاسوب لأول مرة في عام 1942 على يد الألماني كونراد تسوزه، وتحت مُسمى Z3.
• في عام 1946 ظهر جهاز حاسوب آخر تحت مُسمة ENIAC وتم تصنيعه على يد جون ماوكلي وجون ايكرت.
• ظهور زمن الحاسوب كان بمثابة نقلة تاريخية شهدها العالم أجمع، وأسهم في تطور كثير من الأعمال وعلى رأسها مؤسسة ناسا التي اعتمدت على الحاسوب من أجل دعم برنامجها “أبولو”.
• توالت بعد ذلك الاختراعات مثل “الترانزستور” و”الروبوت الصناعي” الذي تم استخدامه في كثير من المصانع في عام 1960 مثل مصانع جنيرال موتورز، وغيرها من الأمور التي لازال يتم العمل على تصنيعها.

حقيقة أول هاتف في التاريخ

• تمكن فيليب رايس في عام 1860 من صناعة أو هاتف في التاريخ، وكان ذلك في معهد جارنيير في فريدريكسدورف، ولكن اختراعه العظيم لم يحظى بقدر كافي من الاهتمام حينها.
• لذلك عاد ألكسندر جراهام بيل واخترع هاتفًا في عام 1867 ولكنه نجح في تسويقه بشدة، وأبهر الجميع بما صنعه لذلك خُلد اسمه حتى يومنا هذا، كونه أو من اختراع هاتفًا، وأصبح مع تطور الوقت اختراعًا لا غنى عنه في العالم أجمع.

نظام تعليم الهندسة الكهربائية

• للحصول على لقب مهندس كهربائي، يتطلب الأمر الدراسة في الكلية لمدة 5 سنوات، ويختلف توزيع الخمس سنوات من بلد إلى أخرى وجامعة إلى أخرى.
• بمعنى أن هناك بعض الجامعات مثلما يحدث في الجامعات العربية، تبدأ في السنة الأولى تحت مسمى “التمهيدي” بعد ذلك يكون التخصص في السنتين الثانية والثالثة، ويعقبهم سنتين أخرين تخصص شعبة مثل الاتصالات أو الإلكترونيات أو الحواسيب، وهكذا.
• في أول سنة من كلية الهندسة الكهربائية، يتم تدريس كل شيء قد تعلمه الطالب مُسبقًا قبل الجماعة مع التركيز على الفيزياء والكيمياء والرياضيات.
• لكن في سنتين التخصص في الكهرباء يكون الاهتمام بكافة قوانين وأسس الكهرباء بشكل عام ومفاهيم الأجهزة المختلفة وكيفية عملها، بينما في سنتين تخصص الشعبة يكون التركيز على مفاهيم كل تخصص على حدة.
• بعد الانتهاء من خمس سنوات الجامعة يتخرج الطالب بدرجة “بكالوريوس” ويحمل تخصصه مثل “مهندس اتصالات” أو “مهندس إلكترونيات” وهكذا.
• من الممكن عقب هذه الفترة أن يتوجه الفرد نحو العمل أو مواصلة الدراسة من خلال “الدراسات العليا”، وبعدها “الماجستير” وبعدها مرحلة الأستاذية أو الدكتوراه في الهندسة الكهربائية.

تخصصات وفروع الهندسة الكهربائية

• مع تطور العالم وازدياد احتياجات البشرية، كان حتمًا على فروع الهندسة الكهربائية أن تتطور وتزداد أيضًا، وإليكم فروع الهندسة الكهربائية:
• هندسة الإلكترونيات وتعتبر من أهم فروع الهندسة الكهربائية على الإطلاق، وتهتم بتطوير وتصنيع كافة المكونات الكهربائية مثل المكثف والصمام الثاني والصمام الثالث والترنزيستور والمايكرو إلكترونيك وأشباه الموصلات والدوائر الكاملة.
• هندسة الاتصالات وبفضل هذا الفرع أصبح لدينا القدرة على استقبال وإرسال أي شيء، وذلك من خلال الموجات الكهرومغناطيسية أو النبضات الكهربائية، وظهور تقنية التشفير.
• تهدف هندسة الاتصالات إلى الحفاظ على البيانات بأكملها أثناء عملية الإرسال والاستقبال دون فقدان أي بيانات منها.
• هندسة الطاقة هي المتخصصة في توزيع وإنتاج طاقة الكهرباء إلى المستهلكين، عن طريق المولدات والمحطات والمحولات الكهربائية التي تعتمد عليها دول العالم أجمع في هذا الشأن.
• يبقى تخصص مهندسي الطاقة هو تصميم وصيانة مولدات ومحولات ومحطات الطاقة الكهربائية.

شاهد أيضًا: 15 معلومة عن مخترع المولد الكهربائي وأهم إنجازاته

أهم أقسام الهندسة الكهربائية

• هندسة المحركات فكرتها الأساسية تكمن في تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية من خلال بعض الآلات الكهربائية، وتلعب الهندسة الإلكترونية دورًا هامًا في صناعات هندسة المحركات.
• هندسة الإشارة هو الفرع الذي يهتم بتغيير وتحليل الإشارات المختلفة، حيث يوجد نوعان من الإشارات، أولهما الإشارات التناظرية، والثاني الإشارات الرقمية.
• لمعالجة الإشارات سوف تحتاج إلى قدرات رياضية فائقة، وتشمل معالجة الإشارات عدة تطبيقات مثل هندسة الأصوات وهندسة الاتصالات والرادارات والهندسة الطبية.
• عادة ما يتم تحويل الإشارات التناظرية إلى إشارات رقمية مثلما يحدث ذلك في التلفزيون والراديو بالاعتماد على الحواسيب، ويعتبر الهدف الرئيسي من عملية تحويل الإشارات هو تناقل الإشارات بين الأشخاص مثل المكالمة الهاتفية.
• هندسة الحاسوب تطور هذا الفرع كثيرًا عما كان الشكل عليه في أربعينات القرن الماضي، حيث كان وقتها غالبية مكوناته من أدوات كهربائية، ولكن الأن تشعب منه فروع كثيره مثل الصيانة والبرمجة والأنظمة والشبكات وغيرها من الأمور.
• على الرغم من التطور الملحوظ لمجال هندسة الحاسوب، إلا أنه مازال يحتفظ بشكل التقليدي.
• هندسة التحكم الآلي والأتمتة الصناعية يهدف هذا الفرع من الهندسة الكهربائية إلى تحويل خطوات العمل اليدوية إلى ذاتية التحكم.
• كما أن أهميته الكبيرة تظهر في التحكم بأنظمة السيارات ومنع انزلاقها، ودرجة حرارة الثلاجات، وعدد دورات محركات الأجهزة الكهربائية المختلفة.
• الهندسة الكهربائية النظرية هذا الجانب يهتم بتوصيل وتحليل النظريات والمعادلات الكهربائية مثلا معادلات ماكسويل التي تعد من أسس الكهرباء عامة، ونظرية الدوائر لتحليل حركة الدوائر.

شاهد أيضًا: ما هي تخصصات الابتعاث المعتمدة

تعد الهندسة الكهربائية من أهم وأبرز المجالات على الإطلاق التي تقدم الدعم لحياة الإنسان من خلال اختراعات وصناعات تُسهل من أداء كل شيء، وبدونها لما كان العالم بأكمله على الصورة التي هي عليه الأن من تطور ملحوظ.