تعتبر الهندسة إحدى التخصصات الواسعة والمتنوعة، حيث تُعَدُّ من أبرز المجالات التي تلعب دورًا حيويًا في حياتنا اليومية. ومن بين التخصصات الهندسية الهامة تبرز الهندسة الكهربية وهندسة الحاسبات. سنتناول في هذا المقال تحليلًا شاملًا لهذين التخصصين، فتابعونا.
الهندسة الكهربية
- تُعرَف الهندسة الكهربية كفرع متخصص في الهندسة يركز على التطبيقات العملية للكهرباء بمختلف أشكالها. وقد ذاع صيت هذا التخصص في أواخر القرن التاسع عشر، تزامنًا مع تطور تقنيات مثل التلغراف ومحطات الطاقة.
- يتناول هذا المجال حاليًا نطاقًا واسعًا من المواضيع الفرعية بما في ذلك الإلكترونيات، وأنظمة التحكم الآلي، والطاقة، والاتصالات اللاسلكية، ومعالجة الإشارات.
- يمكن القول إن الهندسة الكهربية تشمل هندسة الإلكترونيات، رغم إمكانية عدم تضمينها بعض أجزائها. حيث تركز الهندسة الكهربية على النظم المرتبطة بالكهرباء عالية الجهد، مثل التحكم في المحركات ونقل الطاقة.
- في المقابل، تختص هندسة الإلكترونيات والأنظمة ذات الجهد والتيار المنخفض، مثل الدوائر المتكاملة وعلوم الحاسبات.
- تتضمن الهندسة الكهربية دراسة وتصميم العديد من النظم الكهربائية والإلكترونية، مثل الدوائر الكهربائية، والمولدات، والمحولات، والمحركات، ومولدات الطاقة غير المنقطعة، والمواد المغناطيسية، والأجهزة الكهروميكانيكية، وغير ذلك من الأجهزة الكهرومغناطيسية.
تخصصات الهندسة الكهربية
- تم تقسيم الهندسة الكهربية بشكل كلاسيكي، حيث تشمل هندسة الطاقة والتي تعرف بهندسة المحركات، بينما تركز الجهة الأخرى على هندسة التيار المنخفض التي تطورت لتمثل هندسة الاتصالات.
- توجد أيضًا تخصصات هندسية حديثة ضمن الهندسة الكهربية، مثل هندسة التحكم، وهندسة الإلكترونيات، وهندسة القياسات، والهندسة الطبية الحيوية.
- لقد شهد التطور العلمي إدخال العديد من المجالات الحديثة لكل من هذه الفروع. وفي الوقت الراهن، يُعَدُّ الاعتماد على الآلات الكهربائية أمرًا حيويًا في مختلف مجالات الحياة. ومع ذلك، لا تعد هذه الأقسام دائمًا فرعًا من الهندسة الكهربية.
- يرتبط ذلك بتنوع نظم التعليم الجامعي في أوروبا والولايات المتحدة، لكنها تبقى ذات صلةً بهندسة الكهربية وتعتبر من المجالات الرائدة فيها. وفيما يلي، سنتناول تفاصيل تلك التخصصات:
هندسة الحاسوب
- تعتبر هندسة الحاسوب من بين فروع الهندسة الكهربية في معظم الأنظمة الأكاديمية، لكنها لم تعد تقتصر على التعريف الكلاسيكي السائد في الأربعينيات، حيث كانت مكونات الحاسوب تعتمد بشكل كبير على الموصلات الكهربائية.
- أصبح مصطلح الحاسبات أو هندسة الحاسوب يتضمن مجالات متعددة بما في ذلك الصيانة، التصميم، البرمجة، والأنظمة، بالإضافة إلى الشبكات. ورغم أن هندسة الحاسوب قد تطورت بشكل تدريجي، إلا أنها تبقى مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالتقنيات الكهربائية ضمن إطارها الهندسي.
هندسة الطاقة
- تركز هندسة الطاقة على إنتاج، نقل، وتحويل الطاقة الكهربائية من خلال تطوير أجهزة مثل المولدات، والمحولات، والمحركات الكهربائية.
- تقوم الحكومات حول العالم بإنشاء محطات كهرباء تحتوي على مولدات لتوزيع الطاقة الكهربائية على المستهلكين. كما أن مهندسي الكهرباء مسؤولون عن تصميم وصيانة هذه المحطات.
هندسة المحركات
- تتعامل هندسة المحركات مع تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية من خلال استخدام الآلات أو المحركات الكهربائية.
- تكتسب هندسة المحركات أهمية بارزة في تقنيات التشغيل الآلي، نظرًا لأن العديد من المحركات الميكانيكية تعتمد على توليد الطاقة الكهربائية.
- تلعب الهندسة الإلكترونية دورًا حيويًا في تحسين أداء المحركات من خلال تخصصات التحكم وتخفيف الاستهلاك.
هندسة الاتصالات
- تدعم هندسة الاتصالات نقل المعلومات عبر النبضات الكهربائية أو الموجات الكهرومغناطيسية إلى مستلم واحد أو أكثر، وتولي اهتمامًا كبيرًا لتحقيق النقل بجودة عالية مع أقل خسارة في البيانات.
- تشمل أيضًا مجالات معالجة الإشارات، بما في ذلك التشفير، والتنقية، وفك التشفير. يُتوقع أن يكون لها تأثير فعّال على مستقبل الطاقة حول العالم.
هندسة الإلكترونيات
- تهتم هندسة الإلكترونيات بتصميم وتجديد استخدام المكونات الإلكترونية، مثل أشباه الموصلات والترانزستورات.
- تُعتبر المايكروإلكترونيك من الفروع الرئيسية في هذا المجال، حيث تركز على تطوير الدوائر المتكاملة، والتي تعد المعالجات مثالًا بارزًا عليها.
هندسة التحكم الآلي
- يتخصص مهندسو التحكم في تصميم الوحدات التحكمية التي تنظم النظام لتصرف بطريقة معينة باستخدام وحدات دقيقة، والتحكم المنطقي.
- تقوم الأجهزة المتنوعة بالعمل وفق عوامل مادية متعددة، مثل السرعة ودرجة الحرارة، في آلاف التطبيقات مثل الطائرات والمركبات الفضائية.
المهارات المكتسبة من دراسة الهندسة الكهربية
- يكتسب مهندسو الكهرباء عددًا من المهارات أثناء دراستهم، حيث يطوّرونها خلال عملهم ويكتسبون مهارات جديدة ومختلفة.
- ومن أبرز هذه المهارات: حل المشكلات، التصميم، التواصل، فنون التعامل، العمل الجماعي، والمهارات القيادية.
