Ingegneria elettrica ed elettronica

Ingegneria elettrica ed elettronica , la branca dell'ingegneria che si occupa delle applicazioni pratiche dell'elettricità in tutte le sue forme, comprese quelle del campo del elettronica . L'ingegneria elettronica è quella branca dell'ingegneria elettrica che si occupa degli usi del spettro elettromagnetico e con l'applicazione di tali dispositivi elettronici come circuiti integrati e transistor .

Nella pratica ingegneristica, la distinzione tra ingegneria elettrica ed elettronica si basa solitamente sulla forza comparativa del correnti elettriche Usato. In questo senso, l'ingegneria elettrica è la branca che si occupa delle correnti pesanti, ovvero dei sistemi e degli apparecchi elettrici e di alimentazione, mentre l'ingegneria elettronica si occupa di applicazioni a corrente leggera come comunicazioni telefoniche e radio, computer, radar e sistemi di controllo automatico.



linee elettriche

linee elettriche Un equipaggio della compagnia elettrica Ameren Corp. con sede a St. Louis, nel Missouri, ha abbattuto le linee elettriche abbattute dalla super tempesta Sandy nella cittadina di Hopewell, New Jersey, 3 novembre 2012. Jackie Schear—The Trentonian/AP



La distinzione tra i campi è diventata meno netta con il progresso tecnico. Ad esempio, nella trasmissione ad alta tensione di energia elettrica, vengono utilizzati grandi array di dispositivi elettronici per convertire la linea di trasmissione attuale a livelli di potenza nell'ordine delle decine di megawatt. Inoltre, nella regolazione e nel controllo dei sistemi di alimentazione interconnessi, i computer elettronici vengono utilizzati per calcolare i requisiti molto più rapidamente e accuratamente di quanto sia possibile con metodi manuali.

Storia

I fenomeni elettrici hanno attirato l'attenzione dei pensatori europei già nel XVII secolo. I pionieri più notevoli includono Ludwig Wilhelm Gilbert e Georg Simon Ohm della Germania, Hans Christian Ørsted della Danimarca, André-Marie Ampère di Francia, Alessandro Volta d'Italia, Joseph Henry degli Stati Uniti, e Michael Faraday dell'Inghilterra. Si può dire che l'ingegneria elettrica sia emersa come un disciplina nel 1864 quando il fisico scozzese James Clerk Maxwell riassunse le leggi fondamentali dell'elettricità in forma matematica e mostrò che la radiazione di energia elettromagnetica viaggia nello spazio alla velocità della luce. Così, si dimostrò che la luce stessa era un'onda elettromagnetica e Maxwell predisse che tali onde potevano essere prodotte artificialmente. Nel 1887 il fisico tedesco Heinrich Hertz ha soddisfatto la previsione di Maxwell producendo sperimentalmente onde radio.



La prima applicazione pratica dell'elettricità fu il telegrafo, inventato da Samuel F.B. Morse nel 1837. La necessità di ingegneri elettrici non si fece sentire fino a circa 40 anni dopo, con l'invenzione del telefono (1876) di Alexander Graham Bell e della lampada a incandescenza (1878) di Thomas A. Edison . Questi dispositivi e il primo impianto di generazione centrale di Edison, in New York City (1882), ha creato una grande domanda di persone addestrate a lavorare con l'elettricità.

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Alexander Graham Bell

Alexander Graham Bell Alexander Graham Bell, inventore che ha brevettato il telefono nel 1876, tiene una conferenza a Salem, Massachusetts (in alto), mentre gli amici nel suo studio a Boston ascoltano la sua conferenza via telefono, 12 febbraio 1877. Photos.com/Jupiterimages

La scoperta dell'emissione termoionica, o effetto Edison, un flusso di corrente attraverso il vuoto di una delle sue lampade, fu la prima osservazione di corrente nello spazio. Hendrik Antoon Lorentz dei Paesi Bassi ha postulato la teoria dell'elettrone di carica elettrica nel 1892 e nel 1897 J.J. Thomson d'Inghilterra ha mostrato che l'emissione termoionica era effettivamente causata da particelle cariche negativamente (elettroni). Ciò ha portato al lavoro di Guglielmo Marconi d'Italia, Lee de Forest degli Stati Uniti, e molti altri, che hanno posto le basi dell'ingegneria radiofonica. Nel 1930 il termine elettronica è stato introdotto per abbracciare la radio e le applicazioni industriali dei tubi elettronici. Dal 1947, quando il transistor è stato inventato da John Bardeen, Walter H. Brattain e William B. Shockley, l'ingegneria elettronica è stata dominata dalle applicazioni di tali dispositivi elettronici a stato solido come il transistor, il diodo a semiconduttore e il circuito integrato .



Funzioni di ingegneria elettrica ed elettronica

Ricerca

Le funzioni svolte dagli ingegneri elettrici ed elettronici includono (1) la ricerca di base in fisica , altre scienze e matematica applicata al fine di estendere le conoscenze applicabili al campo della elettronica , (2) ricerca applicata basata sui risultati della ricerca di base e diretta alla scoperta di nuove applicazioni e principi di funzionamento, (3) sviluppo di nuovi materiali, dispositivi, assemblaggi e sistemi adatti a linee di prodotti esistenti o proposte, (4) design di dispositivi, apparecchiature e sistemi per la fabbricazione, (5) test sul campo di apparecchiature e sistemi, (6) definizione di standard di controllo della qualità da osservare durante la fabbricazione, (7) supervisione della produzione e test di produzione, (8) postproduzione valutazione di prestazioni, manutenzione e riparazione e (9) gestione tecnica o direzione di ricerca, sviluppo, ingegneria, produzione, marketing e vendite.

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Consulenza

La rapida proliferazione di nuove scoperte, prodotti e mercati nelle industrie elettriche ed elettroniche ha reso difficile per i lavoratori sul campo mantenere la gamma di competenze necessarie per gestire le proprie attività. Ingegneri consulenti, specializzati in nuovi campi, sono impiegati per studiare e consigliare corsi d'azione.

Il background educativo richiesto per queste funzioni tende ad essere più elevato nella ricerca di base e applicata. Nella maggior parte dei laboratori più importanti è richiesto un dottorato in scienze o ingegneria per ricoprire ruoli di leadership. La maggior parte delle posizioni nella progettazione, nello sviluppo del prodotto e nella supervisione della produzione e del controllo qualità richiedono un Master . Nelle industrie ad alta tecnologia tipiche dell'elettronica moderna, è richiesto un background ingegneristico non inferiore al livello di laurea per valutare i fattori competitivi nell'ingegneria delle vendite per guidare la strategia di marketing.



Rami di ingegneria elettrica ed elettronica

Il più grande dei rami specializzati dell'ingegneria elettrica, il ramo che si occupa della elettronico computer, è stato introdotto durante seconda guerra mondiale . Il campo di informatica e l'ingegneria ha attratto membri di diversi discipline l'elettronica esterna, in particolare i logici, linguisti , e matematici applicati .

Un altro campo molto vasto è quello della luce e dell'energia elettrica e delle loro applicazioni. Le specialità all'interno del campo includono la progettazione, produzione e utilizzo di turbine, generatori, linee di trasmissione, trasformatori, motori , sistemi di illuminazione ed elettrodomestici.



generatori di turbine idroelettriche

generatori a turbina idroelettrica Generatori a turbina idroelettrica. tomalu/Fotolia

Un terzo campo importante è quello delle comunicazioni, che comprende non solo telefonia ma anche comunicazioni satellitari e la trasmissione di voce e dati mediante segnali laser tramite fibra ottica reti . La comunicazione di dati digitali tra computer collegati via cavo, microonde e circuiti satellitari è ora una grande impresa che ha costruito un forte legame tra gli specialisti di computer e comunicazioni.



Scopri la scienza dietro il funzionamento delle bende intelligenti in grado di rilevare le piaghe da decubito mentre si formano

Scopri la scienza dietro il funzionamento delle bende intelligenti in grado di rilevare le piaghe da decubito mentre formano Michel Maharbiz, professore associato di ingegneria elettrica e informatica presso l'Università della California a Berkeley, deciso a creare un tipo di benda intelligente in grado di rilevare le piaghe da decubito mentre stanno formando. Visualizzato con il permesso di The Regents of the University of California. Tutti i diritti riservati. (Un partner editoriale Britannica) Guarda tutti i video per questo articolo

Le applicazioni dell'elettricità e dell'elettronica ad altri campi della scienza si sono ampliate dalla seconda guerra mondiale. Tra le scienze rappresentate vi sono la medicina, biologia , oceanografia , geoscienze , scienze nucleari, fisica dei laser, sonica e ultrasuoni , e acustica . Le specialità teoriche all'interno dell'elettronica includono la teoria dei circuiti, la teoria dell'informazione, le onde radio propagazione e teoria delle microonde.



Un'altra importante specialità riguarda i miglioramenti nei materiali e nei componenti utilizzati nell'ingegneria elettrica ed elettronica, come i materiali conduttivi, magnetici e isolanti ei semiconduttori utilizzati nei dispositivi a stato solido. Una delle aree più attive è lo sviluppo di nuovi dispositivi elettronici, in particolare il circuiti integrati utilizzato in computer e altri sistemi digitali.

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Lo sviluppo di sistemi elettronici: apparecchiature per i consumatori, come radio, televisori, apparecchiature stereo, videogiochi e computer di casa: occupa un gran numero di ingegneri. Un altro campo è l'applicazione di computer e sistemi radio ad automobili, navi e altri veicoli. Il campo dei sistemi elettronici aerospaziali comprende ausili alla navigazione per aereo , piloti automatici, altimetri e, radar per il controllo del traffico, l'atterraggio alla cieca e la prevenzione delle collisioni. Molti di questi dispositivi sono ampiamente utilizzati anche nelle spedizioni.

Donald G. Fink Gli editori dell'Enciclopedia Britannica