elektroteknik är en teknisk disciplin som behandlar studier och tillämpning av el och elektromagnetism. Dess utövare kallas elektriska ingenjörer. Elektroteknik är ett brett fält som omfattar många delfält inklusive de som handlar om kraft, styrsystem, elektronik och telekommunikation.

historia

elektricitet är ett ämne av vetenskapligt intresse sedan åtminstone 17th century. Dock, det var inte förrän den 19: e århundradet att forskningen i ämnet började intensifieras. Anmärkningsvärda utvecklingar under detta århundrade inkluderar Georg Ohms arbete, som 1827 kvantifierade förhållandet mellan elektrisk ström och potentialskillnad i en ledare och Michael Faradays arbete, som 1831 upptäckte elektromagnetisk induktion.

under dessa år ansågs emellertid studien av elektricitet till stor del vara ett underfält av fysik och därmed fysikernas domän. Det var inte förrän i slutet av 19-talet som universiteten började erbjuda grader i elektroteknik. Darmstadt University of Technology etablerade den första ordföranden för elektroteknik över hela världen 1882 och erbjöd en quadrennial studiekurs för elektroteknik 1883. 1882 erbjöd MIT den första kursen i elektroteknik i USA. Kursen organiserades av Professor Charles Cross som var chef för fysikavdelningen och som senare blev grundare av American Institute of Electrical Engineers (som senare blev Institute of Electrical and Electronics Engineers). University College London grundade den första ordföranden för elektroteknik i Storbritannien 1885. År 1886 grundade University of Missouri den första avdelningen för elektroteknik i USA.

under denna period ökade arbetet i området dramatiskt. Av särskilt intresse var arbetet med Nikola Tesla och Thomas Edison. År 1882 slog Edison på världens första storskaliga elförsörjningsnät som gav 110 volt likström till femtionio kunder i lower Manhattan. År 1887 lämnade Tesla in patent relaterade till en konkurrerande form av kraftfördelning som kallas växelström. Under de följande åren ägde en bitter rivalitet mellan de två, känd som “strömmarnas krig”, rum över den föredragna distributionsmetoden.

Teslas arbete med induktionsmotorer och flerfassystem skulle påverka elteknik under de kommande åren. Edisons arbete med telegrafi och hans utveckling av aktietickern skulle visa sig lukrativt för hans företag (som så småningom skulle bli ett av världens största företag, General Electric). Förutom bidrag från Edison och Tesla skulle ett antal andra figurer spela en lika viktig roll i utvecklingen av elteknik vid denna tidpunkt. Alexander Bell skulle påverka elektroteknik med sitt arbete inom telekommunikation, Lee De Forest med sitt arbete på Audion (en föregångare till transistorn) och Guglielmo Marconi med sin popularisering av radio.

utöver denna period skulle den enskilt viktigaste uppfinningen inom elektroteknik troligen komma från John Bardeen, William Shockley och Walter Brattain, som 1947 uppfann transistorn. Denna enhet skulle fortsätta att revolutionera elektroteknik genom att bana väg för kraftfulla integrerade kretsar. Idag beror mycket av den elektroniska världens underverk idag på kapaciteten hos dessa kretsar.

utbildning och certifiering

elektrotekniker har vanligtvis en akademisk examen med huvudämne inom elektroteknik. Längden på studien för en sådan examen är vanligtvis tre eller fyra år och den avslutade examen kan betecknas som en Bachelor of Engineering, Bachelor of Science, eller Bachelor of Applied Science beroende på universitetet.

graden omfattar i allmänhet enheter som täcker fysik, matematik, projektledning och specifika ämnen inom elektroteknik. Ursprungligen täcker sådana ämnen de flesta, om inte alla, delfälten inom elektroteknik. Studenter väljer sedan att specialisera sig i ett eller flera delfält mot slutet av examen.

vissa elingenjörer väljer också att bedriva en doktorsexamen som en civilingenjör, en filosofie doktor i teknik eller en ingenjörsexamen. Master och ingenjör examen kan bestå av forskning, eller kurser, eller en blandning av de två. Filosofie doktor består av en betydande forskningskomponent och ses ofta som ingången till akademin. I Storbritannien anses civilingenjörsexamen ofta vara en undegraduate grad av något längre varaktighet än civilingenjörsexamen.

i de flesta länder representerar en kandidatexamen i teknik det första steget mot certifiering och själva utbildningen är certifierad av en yrkesorganisation. Efter att ha avslutat ett certifierat examensprogram måste ingenjören uppfylla en rad krav (inklusive arbetslivserfarenhetskrav) innan den certifieras. En gång certifierad ingenjören betecknas titeln Professional Engineer (i USA och Kanada), Chartered Engineer (i Storbritannien, Irland, Indien, Sydafrika och Zimbabwe), Chartered Professional Engineer (i Australien) eller European Engineer (i stora delar av Europeiska unionen).

fördelarna med certifiering varierar beroende på plats. Till exempel i USA och Kanada “endast en licensierad ingenjör kan…seal engineering arbete för offentliga och privata kunder”. Detta krav verkställs av statlig och provinsiell lagstiftning som Quebecs Engineers Act. I andra länder, som Australien, finns ingen sådan lagstiftning. Praktiskt taget alla certifierande organ upprätthåller en etisk kod som de förväntar sig att alla medlemmar följer eller riskerar utvisning. På detta sätt spelar dessa organisationer en viktig roll för att upprätthålla etiska standarder för yrket. Även i jurisdiktioner där certifiering har liten eller ingen rättslig betydelse för arbetet, är ingenjörer föremål för lagen. Till exempel utförs mycket ingenjörsarbete genom kontrakt och omfattas därför av avtalsrätt. I fall där en ingenjörs arbete misslyckas kan han eller hon bli föremål för kränkning av vårdslöshet och, i extrema fall, anklagelsen för brottslig vårdslöshet. En ingenjörs arbete måste också följa många andra regler och föreskrifter som byggnormer och lagstiftning som rör miljölagstiftningen.

professionella noteringsorgan för elingenjörer inkluderar Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) och Institutionen för teknik och teknik (iet). IEEE hävdar att producera 30 procent av världens litteratur inom elektroteknik, har över 360,000-medlemmar över hela världen och håller över 300-konferenser anually. IEE publicerar 14 tidskrifter, har ett världsomspännande medlemskap på 120 000, certifierar Chartered Engineers i Storbritannien och påstår sig vara det största professionella ingenjörssamhället i Europa.

verktyg och arbete

från det globala positioneringssystemet till elproduktion är elingenjörer ansvariga för ett brett spektrum av tekniker. De designar, utvecklar, testar och övervakar utbyggnaden av elektriska system och elektroniska enheter. De kan till exempel arbeta med design av telekommunikationssystem, drift av elkraftverk, belysning och ledningar av byggnader, utformning av hushållsapparater eller elektrisk styrning av industrimaskiner.

grundläggande för disciplinen är fysik och matematik eftersom dessa hjälper till att få både en kvalitativ och kvantitativ beskrivning av hur sådana system kommer att fungera. Idag innebär de flesta tekniska arbeten användning av datorer och det är vanligt att använda datorstödda designprogram vid utformning av elektriska system. Som sagt, förmågan att skissa ideer är fortfarande ovärderlig för att snabbt kommunicera med andra.

även om de flesta elingenjörer kommer att förstå grundläggande kretsteori, beror teorierna som används av ingenjörer i allmänhet på det arbete de gör. Till exempel kan kvantmekanik och fast tillståndsfysik vara relevant för en ingenjör som arbetar med VLSI men är till stor del irrelevant för ingenjörer som arbetar med makroskopiska elektriska system. Även kretsteori kanske inte är relevant för en person som utformar telekommunikationssystem som använder hyllkomponenter. Kanske återspeglas de viktigaste tekniska färdigheterna för elingenjörer i universitetsprogram, som betonar starka numeriska färdigheter, datakunskap och förmågan att förstå det tekniska språket och begreppen som relaterar till elteknik.

för de flesta ingenjörer står Tekniskt arbete för endast en bråkdel av det arbete de gör. Mycket tid spenderas också på uppgifter som att diskutera förslag med kunder, förbereda budgetar och bestämma projektplaner. Många senior ingenjörer hantera ett team av tekniker eller andra ingenjörer och av denna anledning Projektledning färdigheter är viktiga. De flesta ingenjörsprojekt involverar någon form av dokumentation och starka skriftliga kommunikationsförmåga är därför mycket viktiga.

arbetsplatserna för elingenjörer är lika varierade som de typer av arbete de gör. Elingenjörer kan hittas i den orörda labbmiljön i en tillverkningsanläggning, eller på ett konsultföretags kontor eller på plats vid en gruva. Under sitt arbetsliv kan elingenjörer finna sig övervaka ett brett spektrum av individer, inklusive forskare, elektriker, dataprogrammerare och andra ingenjörer.

föråldring av tekniska färdigheter är ett allvarligt problem för elingenjörer. Medlemskap och deltagande i tekniska samhällen, regelbundna granskningar av tidskrifter inom området och en vana med fortsatt lärande är därför avgörande för att upprätthålla kompetensen.

demografi

det finns cirka 366 000 personer som arbetar som elingenjörer i USA som utgör 0,25% av arbetskraften (2002). Detta gör elektroteknik till den största ingenjörsdisciplinen i USA med undantag för programvaruteknik. I Australien finns det cirka 24 000, vilket utgör 0,23% av arbetskraften (2005), och i Kanada finns det cirka 34 600, vilket utgör 0,21% av arbetskraften (2001). Alla dessa länder förväntar sig att sysselsättningen på fältet kommer att växa, men inte snabbt, inom en snar framtid.

utanför dessa länder är det svårt att mäta yrkets demografi på grund av mindre noggrann rapportering om arbetsstatistik. Ett sätt att uppskatta den relativa storleken på yrket i varje land är att jämföra examen statistik. År 2002 publicerade National Science Foundation statistik över antalet examina som beviljats inom teknik i olika länder. En sammanfattning av denna statistik visas till höger även om stiftelsen konstaterar att siffrorna “kanske inte är strikt jämförbara”.

i USA och i mindre utsträckning i hela Västvärlden finns det en uppfattning om att ett stort antal tekniska jobb inklusive de som arbetar med elektroteknik läggs ut till länder som Indien och Kina. För att illustrera detta påstående statistik ofta felaktigt (Se anmärkning). Sammantaget förmodligen en av de bästa sammanfattningarna av effekten av outsourcing på USA ges av USA. Arbetsdepartementet som konstaterar att” ökad användning av ingenjörstjänster som utförs i andra länder kommer att agera för att begränsa sysselsättningstillväxten “men att yrket”totalt sett förväntas växa långsammare än genomsnittet för alla yrken fram till 2012”.

andra uttalanden om yrket är mindre kontroversiella. I USA har antalet elingenjörer examen minskat från en topp i mitten av 1980-talet. År 2000 bildade ingenjörsexamen mindre än 20% av de grader som beviljats i USA och Australien, jämfört med drygt 25% för Storbritannien och Japan och över 30% för Tyskland och Sydkorea. Också allmänt accepterat är att yrket är mansdominerat. Detta illustreras av de statistiska källorna i första stycket som visar att 96% av elingenjörer i Australien och 89% av elingenjörer i Kanada är män.

relaterade discipliner

en anmärkningsvärd disciplin relaterad till elektroteknik är mekatronik. Mekatronik är en teknisk disciplin, som behandlar konvergensen av elektriska och mekaniska system. Sådana kombinerade system är kända som elektromekaniska system och har utbredd adoption. Exempel är automatiserade tillverkningssystem, värme -, ventilations-och luftkonditioneringssystem och olika delsystem av flygplan och bilar.

Mekatronik används vanligtvis för att hänvisa till makroskopiska system men futurister har förutsagt uppkomsten av mycket små elektromekaniska anordningar. Redan sådana små enheter, kända som mikroelektromekaniska system (MEMS), används i bilar för att berätta krockkuddar när de ska distribueras, i digitala projektorer för att skapa skarpare bilder och bläckstråleskrivare för att skapa munstycken för högupplöst utskrift. I framtiden hoppas man att enheterna kommer att hjälpa till att bygga små implanterbara medicinska apparater och förbättra optisk kommunikation.

sedan 1950-talet utvecklade vissa elingenjörer och försvarsforskare elektronisk krigsteknik som är tillämpningen av vetenskapliga och matematiska principer för att utveckla den bästa användningen av det elektromagnetiska spektrumet för att förneka dess effektiva användning av en motståndare. Den omfattar radarteori, elektrooptik, datateknik och systemteknik.

en annan relaterad disciplin är biomedicinsk teknik, som handlar om design av medicinsk utrustning. Detta inkluderar fast utrustning som ventilatorer, MR-skannrar och elektrokardiografmonitorer samt mobil utrustning som cochleaimplantat, konstgjorda pacemakers och konstgjorda hjärtan.

anteckningar

not I – i oktober 2002 meddelade Cadence Design Systems VD Ray Bingham att “Kina producerar 600 000 ingenjörer per år och 200 000 är elingenjörer.”USA: s gren av IEEE bestred detta och påpekade att det var tredubbelt den siffra som rapporterades för 1999 av National Science Foundation. Andra källor gör jämförelser med antalet ingenjörer som rapporterats av All India Council for Technical Education (350 000) med det som rapporterats av National Science Foundation (60 000) . Men denna jämförelse är tvivelaktig eftersom National Science Foundation utesluter mjukvaruingenjörer från sin statstik. En mer rimlig jämförelse ges förmodligen av amerikanska nyheter som föreslår att den indiska siffran är cirka 82 000.

citat

  1. ^ Ryder, John och Fink, Donald; (1984) ingenjörer och elektroner, IEEE Press. ISBN 087942172X
  2. ^ ” varför ska du få licens?”. National Society of Professional Engineers. URL åtkom den 11 juli 2005.
  3. ^ “Ingenjörslagen”. Quebec stadgar och förordningar (CanLII). URL åtkom den 24 juli 2005.
  4. ^ Mall: Citenewsauthor
  5. ^ “etiska och uppförandekoder”. Online Etik Center. URL åtkom den 24 juli 2005.
  6. ^ “om IEEE”. IEEE. URL åtkom den 11 juli 2005.
  7. ^ “om IEE”. IEE. URL åtkom den 11 juli 2005.
  8. ^ “tidskrift och tidskrifter”. IEE. URL åtkom den 11 juli 2005.
  9. ^ “elektriska och elektroniska ingenjörer, utom dator”. Handbok För Yrkesutsikter. URL åtkom den 16 juli 2005. (se här angående upphovsrätt)
  10. ^ Trevelyan, James; (2005). Vad Gör Ingenjörer Egentligen?. University of Western Australia. (seminarium med bilder)
  11. ^ “el-och elektronikingenjörer, utom dator”. Handbok För Yrkesutsikter. URL åtkom den 16 juli 2005.
  12. ^ “elektriska och elektroniska ingenjörer, utom dator”. Handbok För Yrkesutsikter. URL åtkom den 27 augusti 2005. och “maskinvaruingenjörer”. Handbok För Yrkesutsikter. URL åtkom den 27 augusti 2005.
  13. ^ “elektriska och elektroniska ingenjörer”. Australiska Karriärer. URL åtkom den 27 augusti 2005.
  14. ^ ” elektriska och elektroniska ingenjörer (NOC 2133)”. Jobb Futures (Nationell Utgåva). URL åtkom den 27 augusti 2005.
  15. ^ National Science Foundation (2002), vetenskapliga och tekniska indikatorer 2002, bilaga 2-18.
  16. ^ “elektriska och elektroniska ingenjörer, utom dator”. Handbok För Yrkesutsikter. URL åtkom den 16 juli 2005.
  17. ^ “elektrotekniska examina, efter examen och mottagarens kön: 1966-2001”. Naturvetenskap och teknik grader: 1966-2001. URL åtkom den 27 augusti 2005.
  18. ^ Institutionen för Utbildning, Vetenskap och utbildning (2004), Australian Australian Science and Technology i korthet 2004 – mänskliga resurser inom vetenskap och teknik, bild 10.
  19. ^ ” MEMS världen!”. IntelliSense Software Corporation. URL åtkom den 17 juli 2005.
  20. ^ IEEE-USA, IEEE-USA försöker underbygga Information i H-1B gästarbetare Viseringspolitisk debatt, 30 januari 2003.
  21. ^ Mall: Citepaper version
  22. ^ “ingenjörsgrader tilldelade, efter examen och mottagarens kön: 1966-2001”. Naturvetenskap och teknik grader: 1966-2001. URL åtkom den 27 augusti 2005.
  23. ^ Mall:Citenewsauthor

Se även

  • elektroteknik ämnen
  • elektrotekniker
  • delfält av elektroteknik
  • elektronisk design automation
  • datateknik
  • IEEE Nikola Tesla Award
  • historia av IEEE Electrical Engineering Professional Society på sin webbplats
  • allt om kretsar lär dig muttrar och bultar om att bygga elektriska kretsar och att bygga apparater baserade på elektriska kretsar
  • IEEE Virtual Museum ett virtuellt museum som illustrerar många av de grundläggande elektroteknik-och elkoncepten genom exempel, figurer och intervjuer.
  • EE HomePage.com ger utbildning & karriärutvecklingsresurser för elingenjörer, lärare och studenter
denna sida använder Creative Commons-licensierat innehåll från Wikipedia (visa författare). Smallwikipedialogo.png

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.