sähkötekniikka on tekniikan tieteenala, joka käsittelee sähkön ja sähkömagnetismin tutkimusta ja soveltamista. Sen harjoittajia kutsutaan sähköinsinööreiksi. Sähkötekniikka on laaja ala, joka kattaa monia aloja, mukaan lukien ne, jotka käsittelevät valtaa, ohjausjärjestelmät, elektroniikka, ja tietoliikenne.

historia

sähkö on ollut tieteellisesti kiinnostava aihe ainakin 1600-luvulta lähtien. Tutkimus aiheesta alkoi kuitenkin voimistua vasta 1800-luvulla. Merkittäviä kehitys tällä vuosisadalla ovat työn Georg Ohm, joka vuonna 1827 kvantifioi suhde sähkövirran ja potentiaalinen ero johtimen, ja työn Michael Faraday, joka vuonna 1831 löysi sähkömagneettisen induktion.

näinä vuosina sähkön tutkimusta pidettiin kuitenkin suurelta osin fysiikan alana ja siten fyysikoiden Alana. Vasta 1800-luvun lopulla yliopistot alkoivat tarjota sähkötekniikan tutkintoja. Darmstadtin teknillinen yliopisto perusti ensimmäisen sähkötekniikan oppituolin maailmanlaajuisesti vuonna 1882 ja tarjosi sähkötekniikan quadrennial-opintojakson vuonna 1883. Vuonna 1882 MIT tarjosi ensimmäisen sähkötekniikan kurssin Yhdysvalloissa. Tämä kurssi oli järjestänyt professori Charles Cross jotka oli johtaja fysiikan osasto ja jotka myöhemmin tuli perustaja American Institute of Electrical Engineers (joka myöhemmin tuli Institute of Electrical and Electronics Engineers). University College London perusti Ison-Britannian ensimmäisen sähkötekniikan professuurin vuonna 1885. Vuonna 1886 Missourin yliopisto perusti Yhdysvaltain ensimmäisen sähkötekniikan laitoksen.

tänä aikana työt alueella lisääntyivät huomattavasti. Erityisen huomattava oli Nikola Teslan ja Thomas Edisonin työ. Vuonna 1882 Edison käynnisti maailman ensimmäisen suuren mittakaavan sähkönjakeluverkon, joka tarjosi 110 voltin tasavirtaa 59 asiakkaalle Ala-Manhattanilla. Vuonna 1887 Tesla haki patentteja, jotka liittyivät kilpailevaan sähkönjakelumuotoon, joka tunnetaan vaihtovirtana. Seuraavina vuosina näiden kahden välillä käytiin katkera kilpailu, joka tunnetaan nimellä “War of Currents”, suositusta jakelutavasta.

Teslan työ induktiomoottoreiden ja polyfaasijärjestelmien parissa vaikuttaisi sähkötekniikkaan vielä vuosien ajan. Edisonin työ telegraphyn parissa ja osaketerminaalin kehittäminen osoittautuisivat tuottoisiksi hänen yhtiölleen (josta tulisi lopulta yksi maailman suurimmista yhtiöistä, General Electric). Edisonin ja Teslan panosten lisäksi myös monilla muilla henkilöillä olisi yhtä tärkeä rooli sähkötekniikan edistymisessä tällä hetkellä. Alexander Bell vaikuttaisi sähkötekniikan hänen työstään televiestinnän, Lee de Forest hänen työstään Audion (edeltäjä transistorin) ja Guglielmo Marconi hänen popularisointi radio.

tämän ajanjakson jälkeen sähkötekniikan tärkein yksittäinen keksintö tulisi todennäköisesti John Bardeenilta, William Shockleylta ja Walter Brattainilta, jotka keksivät transistorin vuonna 1947. Tämä laite mullistaisi sähkötekniikan-ja tasoittaisi tietä tehokkaille mikropiireille. Nykyään suuri osa elektronisen maailman ihmeistä johtuu näiden piirien kyvyistä.

koulutus ja sertifiointi

Sähköinsinöörillä on tyypillisesti akateeminen tutkinto pääaineenaan sähkötekniikka. Tällaisen tutkinnon opiskelun pituus on yleensä kolme tai neljä vuotta ja suoritettu tutkinto voidaan nimetä Teknilliseksi kandidaatiksi, Bachelor of Scienceksi tai Bachelor of Applied Scienceksi yliopistosta riippuen.

tutkintoon kuuluu yleensä fysiikan, matematiikan, projektinhallinnan ja sähkötekniikan erityisalojen yksiköitä. Aluksi tällaiset aiheet kattavat suurimman osan, ellei kaikkia, sähkötekniikan osa-alueista. Opiskelija sitten valita erikoistua yhteen tai useampaan alakentät loppupuolella tutkinnon.

jotkut sähköinsinöörit valitsevat myös jatkotutkinnon, kuten diplomi-insinöörin, filosofian tohtorin tai insinöörin tutkinnon. Diplomi-insinöörin tutkinto voi koostua tutkimuksesta eli kurssityöstä tai näiden kahden sekoituksesta. Filosofian tohtori koostuu merkittävästä tutkimuskomponentista, ja sitä pidetään usein akateemisen maailman sisääntuloväylänä. Yhdistyneessä kuningaskunnassa Master of Engineering-tutkintoa pidetään usein hieman Pidempikestoisena kuin Bachelor of Engineering-tutkintoa.

useimmissa maissa tekniikan kandidaatin tutkinto on ensimmäinen askel kohti sertifiointia, ja itse tutkinto-ohjelma on ammattiorganisaation sertifioima. Suoritettuaan sertifioitu tutkinto-ohjelma insinööri on täytettävä erilaisia vaatimuksia (mukaan lukien työkokemusvaatimukset) ennen sertifiointia. Kun sertifioitu insinööri on nimetty otsikko Professional Engineer (Yhdysvalloissa ja Kanadassa), Chartered Engineer (Yhdistyneessä kuningaskunnassa, Irlannissa, Intiassa, Etelä-Afrikassa ja Zimbabwessa), Chartered Professional Engineer (Australiassa), tai European Engineer (suuressa osassa Euroopan unionia).

sertifioinnin edut vaihtelevat sijainnin mukaan. Esimerkiksi Yhdysvalloissa ja Kanadassa “vain lisensoitu insinööri voi…seal engineering työtä julkisille ja yksityisille asiakkaille”. Tätä vaatimusta valvoo osavaltion ja maakunnan lainsäädäntö, kuten Quebecin Insinöörilaki. Muissa maissa, kuten Australiassa, tällaista lainsäädäntöä ei ole. Käytännössä kaikki todistuksen myöntävät elimet noudattavat eettisiä sääntöjä, joita ne odottavat kaikkien jäsenten noudattavan tai jotka ovat vaarassa karkottaa. Tällä tavoin nämä järjestöt ovat tärkeässä asemassa ammattikunnan eettisten normien ylläpitämisessä. Jopa niillä lainkäyttöalueilla, joilla sertifioinnilla on vain vähän tai ei lainkaan laillista vaikutusta työhön, insinöörit ovat lain alaisia. Esimerkiksi suuri osa insinöörityöstä tehdään sopimuksella, ja siksi se kuuluu sopimusoikeuden piiriin. Jos insinöörin työ epäonnistuu, häntä voidaan syyttää huolimattomuudesta ja ääritapauksissa syytteestä tuottamuksellisesta laiminlyönnistä. Insinöörin työssä on noudatettava myös lukuisia muita sääntöjä ja määräyksiä, kuten rakennusmääräyksiä ja ympäristölainsäädäntöä.

sähköinsinöörien ammattielimiä ovat Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) ja Institution of Engineering and Technology (IET). IEEE väittää tuottavansa 30 prosenttia maailman kirjallisuudesta sähkötekniikan alalla, sillä on yli 360 000 jäsentä ympäri maailmaa ja se järjestää vuosittain yli 300 konferenssia. IEE julkaisee 14 lehteä, sen maailmanlaajuinen jäsenmäärä on 120 000, sertifioi Chartered Engineers in the United Kingdom ja väittää olevansa Euroopan suurin ammatillinen engineering society.

Työkalut ja työ

maailmanlaajuisesta paikannusjärjestelmästä sähköntuotantoon sähköinsinöörit vastaavat monenlaisista teknologioista. He suunnittelevat, kehittävät, testaavat ja valvovat sähköjärjestelmien ja elektronisten laitteiden käyttöönottoa. He voivat esimerkiksi työskennellä televiestintäjärjestelmien suunnittelussa, sähkövoimaloiden toiminnassa, rakennusten valaistuksessa ja johdotuksessa, kodinkoneiden suunnittelussa tai teollisuuskoneiden sähköisessä ohjauksessa.

tieteenalan keskeisiä ovat fysiikan ja matematiikan tieteet, sillä niiden avulla saadaan sekä kvalitatiivinen että kvantitatiivinen kuvaus siitä, miten tällaiset järjestelmät tulevat toimimaan. Nykyään suurin osa insinöörityöstä liittyy tietokoneiden käyttöön, ja on tavallista käyttää tietokoneavusteisia suunnitteluohjelmia sähköjärjestelmien suunnittelussa. Se sanoi, Kyky hahmotella ideoita on edelleen korvaamaton nopeasti kommunikoida muiden kanssa.

vaikka suurin osa sähköinsinööreistä ymmärtää peruspiiriteorian, insinöörien käyttämät teoriat riippuvat yleensä heidän tekemästään työstä. Esimerkiksi kvanttimekaniikka ja kiinteän olomuodon fysiikka saattavat olla merkityksellisiä VLSI: n parissa työskentelevälle insinöörille, mutta ovat suurelta osin merkityksettömiä makroskooppisten sähköjärjestelmien parissa työskenteleville insinööreille. Edes piiriteorialla ei välttämättä ole merkitystä henkilölle, joka suunnittelee telekommunikaatiojärjestelmiä, joissa käytetään off-the-shelf-komponentteja. Sähköinsinöörien ehkä tärkeimmät tekniset taidot näkyvät yliopisto-ohjelmissa, joissa korostetaan vahvaa numeerista osaamista, tietokonelukutaitoa ja kykyä ymmärtää sähkötekniseen tekniikkaan liittyvää teknistä kieltä ja käsitteitä.

useimmilla insinööreillä teknisen työn osuus on vain murto-osa heidän tekemästään työstä. Paljon aikaa kuluu myös tehtäviin, kuten ehdotuksista keskustelemiseen asiakkaiden kanssa, budjettien laatimiseen ja projektiaikataulujen määrittämiseen. Monet seniorinsinöörit johtavat teknikoista tai muista insinööreistä koostuvaa tiimiä ja tästä syystä projektinhallintataidot ovat tärkeitä. Useimpiin suunnitteluprojekteihin liittyy jonkinlaista dokumentointia, ja siksi vahva kirjallinen viestintätaito on erittäin tärkeää.

sähköinsinöörien työpaikat ovat yhtä vaihtelevia kuin työt. Sähköinsinöörejä voi löytyä valmistuslaitoksen koskemattomasta laboratorioympäristöstä tai konsulttiyrityksen toimistoista tai kaivoksen toimipaikasta. Työuransa aikana sähköinsinöörit saattavat havaita valvovansa monenlaisia henkilöitä, kuten tiedemiehiä, sähköasentajia, tietokoneohjelmoijia ja muita insinöörejä.

teknisten taitojen vanhentuminen on vakava huolenaihe sähköinsinööreille. Jäsenyydet ja osallistuminen teknisiin yhdistyksiin, alan aikakauslehtien säännölliset katsaukset ja jatkuva oppiminen ovat siis olennaisen tärkeitä taitojen säilyttämiseksi.

väestötiedot

Yhdysvalloissa on noin 366 000 sähköinsinöörinä työskentelevää henkilöä, jotka muodostavat 0,25% työvoimasta (2002). Tämä tekee sähkötekniikasta ohjelmistotekniikkaa lukuun ottamatta suurimman tekniikan tieteenalan Yhdysvalloissa. Australiassa heitä on noin 24 000 eli 0,23% työvoimasta (2005) ja Kanadassa noin 34 600 eli 0,21% työvoimasta (2001). Kaikki nämä maat odottavat alan työllisyyden kasvavan lähitulevaisuudessa, mutta ei nopeasti.

näiden maiden ulkopuolella ammattikunnan väestökehitystä on vaikea arvioida, koska työvoimatilastojen raportointi on puutteellista. Yksi tapa arvioida ammatin suhteellista kokoa kussakin maassa on valmistumistilastojen vertailu. Kansallinen tiedesäätiö julkaisi vuonna 2002 tilastoja eri maiden tekniikan alan tutkintojen määrästä. Oikealla on yhteenveto näistä tilastoista, vaikka säätiö toteaa, että luvut “eivät välttämättä ole täysin vertailukelpoisia”.

Yhdysvalloissa ja vähemmässä määrin koko läntisessä maailmassa on vallalla käsitys, että suuri määrä teknisiä työpaikkoja, mukaan lukien sähkötekniikkaan liittyvät työt, ulkoistetaan Intian ja Kiinan kaltaisiin maihin. Tämän väitteen havainnollistamiseksi tilastot esitetään usein väärin (Katso huomautus). Kaiken kaikkiaan luultavasti yksi parhaista yhteenvedoista ulkoistamisen vaikutuksesta Yhdysvaltoihin on Yhdysvaltain antama. Department of Labor toteaa, että” engineering palvelujen käyttö suoritetaan muissa maissa toimii rajoittaa työllisyyden kasvua “mutta että kaiken kaikkiaan ammatti”odotetaan kasvavan hitaammin kuin keskimäärin kaikissa ammateissa vuoteen 2012”.

muut ammattia koskevat lausunnot ovat vähemmän kiistanalaisia. Yhdysvalloissa sähköinsinööreiksi valmistuvien määrä on laskenut 1980-luvun puolivälin huipusta. Vuonna 2000 insinööritutkintojen osuus Yhdysvalloissa ja Australiassa myönnetyistä tutkinnoista oli alle 20 prosenttia, kun se Yhdistyneessä kuningaskunnassa ja Japanissa oli hieman yli 25 prosenttia ja Saksassa ja Etelä-Koreassa yli 30 prosenttia. Yleisesti hyväksytään myös se, että ammatti on miesvaltainen. Tämä käy ilmi ensimmäisen kappaleen tilastolähteistä, jotka osoittavat, että 96% Australian sähköinsinööreistä ja 89% Kanadan sähköinsinööreistä on miehiä.

Aiheeseen liittyvät tieteenalat

yksi huomattava sähkötekniikkaan liittyvä tieteenala on Mekatroniikka. Mekatroniikka on tekniikan tieteenala, joka käsittelee sähköisten ja mekaanisten järjestelmien lähentymistä. Tällaisia yhdistettyjä järjestelmiä kutsutaan sähkömekaanisiksi järjestelmiksi, ja ne ovat laajalti käytössä. Esimerkkejä ovat automatisoidut valmistusjärjestelmät, lämmitys -, ilmanvaihto-ja ilmastointijärjestelmät sekä erilaiset ilma-alusten ja autojen osajärjestelmät.

Mekatroniikalla tarkoitetaan tyypillisesti makroskooppisia järjestelmiä, mutta futuristit ovat ennustaneet hyvin pienten sähkömekaanisten laitteiden syntyä. Jo tällaisia pieniä laitteita, joita kutsutaan MIKROELEKTROMEKAANISIKSI järjestelmiksi (MEMS), käytetään autoissa kertomaan turvatyynyille, milloin ne otetaan käyttöön, digitaalisissa projektoreissa terävämpien kuvien luomiseksi ja mustesuihkutulostimissa teräväpiirtotulostusta varten tarkoitettujen suuttimien luomiseksi. Tulevaisuudessa laitteiden toivotaan auttavan rakentamaan pieniä implantoitavia lääkinnällisiä laitteita ja parantavan optista viestintää.

1950-luvulta lähtien jotkut sähköinsinöörit ja puolustustutkijat kehittivät elektronisen sodankäynnin tekniikkaa, joka on tieteellisten ja matemaattisten periaatteiden soveltamista sähkömagneettisen spektrin parhaan mahdollisen käytön kehittämiseksi, jotta vastustaja ei käyttäisi sitä tehokkaasti. Se käsittää tutkateorian, Elektro-Optiikan, tietokonetekniikan ja järjestelmätekniikan.

toinen aiheeseen liittyvä tieteenala on biolääketieteen tekniikka, joka käsittelee lääketieteellisten laitteiden suunnittelua. Tähän sisältyvät kiinteät laitteet, kuten tuulettimet, MAGNEETTIKUVAUSKANNERIT ja elektrokardiografinäytöt, sekä siirrettävät laitteet, kuten sisäkorvaimplantit, keinotekoiset tahdistimet ja keinotekoiset sydämet.

Notes

Note I – lokakuussa 2002 Cadence Design Systemsin toimitusjohtaja Ray Bingham ilmoitti, että “Kiina tuottaa 600 000 insinööriä vuodessa ja 200 000 on sähköinsinöörejä.”The United States branch of the IEEE kiisti tämän huomauttaen, että se oli kolminkertainen verrattuna National Science Foundationin vuonna 1999 ilmoittamiin lukuihin. Muut lähteet tekevät vertailuja All India Council for Technical Educationin (350000) ilmoittamien insinöörin tutkinnon suorittaneiden lukumäärän ja National Science Foundationin (60000) ilmoittamien lukujen perusteella . Vertailu on kuitenkin kyseenalainen, koska National Science Foundation sulkee ohjelmistoinsinöörit statstiikkansa ulkopuolelle. Järkevämmän vertailun antanee YHDYSVALTALAISUUTISET, joiden mukaan intiaanien luku on noin 82 000.

lainaukset

  1. ^ Ryder, John and Fink, Donald; (1984) Engineers and Electrons, IEEE Press. ISBN 087942172X
  2. ^ ” miksi sinun pitäisi saada lisenssi?”. National Society of Professional Engineers. URL avattu 11. heinäkuuta 2005.
  3. ^ “Insinöörilaki”. Quebecin säädökset ja asetukset (CanLII). URL avattu 24. heinäkuuta 2005.
  4. ^ Template: Citenewsauthor
  5. ^ “eettiset ja Käyttäytymisohjeet”. Online Ethics Center. URL avattu 24. heinäkuuta 2005.
  6. ^ “tietoja IEEE: stä”. Hei. URL avattu 11. heinäkuuta 2005.
  7. ^ “IEE: stä”. IEE. URL avattu 11. heinäkuuta 2005.
  8. ^ “lehti ja aikakauslehdet”. IEE. URL avattu 11. heinäkuuta 2005.
  9. ^ “sähkö-ja elektroniikkainsinöörit, paitsi tietokone”. Ammatinvalinnan Käsikirja. URL avattu 16. heinäkuuta 2005. (Katso tästä tekijänoikeuksista)
  10. ^ Trevelyan, James; (2005). Mitä Insinöörit Oikeasti Tekevät?. Länsi-Australian yliopisto. (seminaari dioineen)
  11. ^ “sähkö-ja elektroniikkainsinöörit, paitsi tietokone”. Ammatinvalinnan Käsikirja. URL avattu 16. heinäkuuta 2005.
  12. ^ “sähkö-ja elektroniikkainsinöörit, paitsi tietokone”. Ammatinvalinnan Käsikirja. URL avattu 27. elokuuta 2005. ja “Computer Hardware Engineers”. Ammatinvalinnan Käsikirja. URL avattu 27. elokuuta 2005.
  13. ^ “sähkö-ja elektroniikkainsinöörit”. Australialainen Ura. URL avattu 27. elokuuta 2005.
  14. ^ ” sähkö – ja elektroniikkainsinöörit (NOC 2133)”. Työpaikkafutuurit (Kansallinen Painos). URL avattu 27. elokuuta 2005.
  15. ^ National Science Foundation (2002), Science and Engineering Indicators 2002, Appendix 2-18.
  16. ^ “sähkö-ja elektroniikkainsinöörit, paitsi tietokone”. Ammatinvalinnan Käsikirja. URL avattu 16. heinäkuuta 2005.
  17. ^ “suoritetut sähkötekniikan tutkinnot tutkinnon tason ja vastaanottajan sukupuolen mukaan: 1966-2001”. Luonnontieteiden ja tekniikan tutkinnot: 1966-2001. URL avattu 27. elokuuta 2005.
  18. ^ Department of Education, Science and Training (2004), Australian Australian Science and Technology at a glance 2004 – Human Resources in Science and Technology, slide 10.
  19. ^ ” MEMS the world!”. IntelliSense Software Corporation. URL avattu 17. heinäkuuta 2005.
  20. IEEE-USA, IEEE-USA pyrkii perustelemaan tietoja H-1B: n vierastyöläisten viisumipolitiikkaa koskevassa keskustelussa 30.tammikuuta 2003.
  21. ^ Template: Citepaper version
  22. ^ “Insinööritutkinnot, tutkinnon tason ja vastaanottajan sukupuolen mukaan: 1966-2001”. Luonnontieteiden ja tekniikan tutkinnot: 1966-2001. URL avattu 27. elokuuta 2005.
  23. ^ Template:Citenewsauthor

Katso myös

  • sähkötekniset aiheet
  • sähköinsinöörit
  • sähkötekniikan toimialat
  • Electronic design automation
  • Tietotekniikka
  • IEEE Nikola Tesla Award
  • IEEE: n sähkötekniikan ammattiyhdistyksen historia verkkosivuillaan
  • kaikki piireistä Opi mutterit ja pultit sähkövirtapiirien rakentamisesta ja sähkövirtapiireihin perustuvien laitteiden rakentamisesta
  • IEEE Virtual Museum virtuaalimuseo, joka havainnollistaa monia perustason sähkötekniikan ja sähkön käsitteitä esimerkkien, lukuja, ja haastatteluja.
  • EE HomePage.com tarjoaa koulutusta & urakehitysresursseja sähköinsinööreille, kouluttajille ja opiskelijoille
Tämä sivu käyttää Creative Commons-lisensoitua sisältöä Wikipediasta (Näytä tekijät). Smallwikipedialogo.png

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.