معرفی رشته مهندسی برق و گرایش های آن
معرفی کلیه گرایش‌ها همراه با آینده شغلی و بازار کار و وضعیت تحصیل در مقاطع بالاتر، ویژه کسانی که قصد انتخاب رشته دارند. مهندسی برق دانش تحلیل و بررسی ریاضی پدیده‌هایی فیزیکی است که به نحوی به بارهای الکتریکی و حرکت و آثار آنها (از قبیل: جریان الکتریکی، پتانسیل الکتریکی، میدان الکتریکی، میدان مغناطیسی، موج الکترومغناطیسی، نیروی الکتریکی، نیروی مغناطیسی) مربوط می‌شوند.
این رشته در دانشگاه‌های ایران به پنج گرایش تقسیم می‌شود که عبارت‌اند از:
- مهندسی مخابرات
- مهندسی کنترل
- مهندسی الکترونیک
- مهندسی قدرت
- مهندسی پزشکی، بیوالکتریک
پیشنهاد می‌کنم حتما سری به فرصت های شغلی استخدام مهندس برق در گرایش های مختلف بزنید.
به تازگی دانشگاه صنعتی شریف گرایش سیستمهای دیجیتال را به ۵ گرایش فوق اضافه کرده‌است و در این دانشگاه مهندسی برق در مقطع کارشناسی در ۶ گرایش تدریس می‌شود.
در ایران مهندسی قدرت نسبت به بقیه بازار کار بهتری دارد و بیشتر شرکت‌ها این مهندسی را بیشتر اعلام نیاز می‌نمایند. در برخی از دانشگاه‌های کشورهای اروپایی و آمریکا، دانشکدهٔ کامپیوتر هم جزیی از دانشکدهٔ برق می‌باشد.
گرایشهای مقطع کارشناسی در ایران
- گرایش قدرت
- گرایش کنترل
- گرایش الکترونیک
- گرایش مخابرات
از جملهٔ دروس مشترک میان تمامی گرایشهای مهندسی برق موارد زیر را می‌توان ذکر کرد:
-فیزیک الکتریسیته
-مدارهای الکتریکی ۱ و ۲
-الکترونیک ۱ و ۲
-الکترومغناطیس
-ماشینهای الکتریکی ۱
-بررسی سیستمهای قدرت ۱
-اندازه‌گیری الکتریکی
-مدارهای منطقی
· گرایش قدرت
هدف اصلی مهندسی قدرت تولید برق در نیروگاهها، انتقال نیرو از طریق خطوط انتقال و توزیع آن در شبکه‌های شهری و روستایی و در نهایت توزیع آن برای مصارف خانگی و کارخانجات است؛ بنابراین یک مهندس قدرت باید به روشهای مختلف تولید برق، خطوط انتقال نیرو و سیستمهای توزیع آشنا باشد.
این گرایش خود به چندین زیرگرایش تقسیم می‌شود.
در مبحث انتقال و توزیع، روشهای مختلف انتقال برق اعم از کابل‌های هوایی و زیرزمینی، اصول مهندسی فشار قوی و حفظت از سیستمهای برقی و همچنین مدیریت شبکه و توزیع بهینه را مطالعه می‌کنند.
در مبحث حفاظت نیز انواع وسایل و تجهیزات حفاظتی که در مراحل مختلف تولید، توزیع، انتقال و مصرف انرژی، انسان‌ها و تاسیسات الکتریکی را در برابر حوادث مختلف محافظت می‌کنند.
یکی دیگر از شاخه‌های قدرت نیز ماشینهای الکتریکی است که شامل ژنراتورها، ترانسفورماتور‌ها و موتورهای الکتریکی می‌شود که این شاخه از زمینه‌های مهم صنعتی و پژوهشی گرایش قدرت است؛ و در آخر سیستمهای قدرت که به بررسی تجزیه و تحلیل سیستمها می‌پردازد. دانشجویان در این گرایش با انواع نیروگاه‌های آبی، گازی، سیکل ترکیبی و… آشنا می‌شوند.
ماشینهای الکتریکی ۲، بررسی سیستمهای قدرت ۲، حفاظت سیستم، رله و حفاظت، مهندسی فشار قوی، مهندسی ترانسفورماتور، طراحی و توسعه شبکه و مدیریت توزیع از اصلی‌ترین دروس این گرایش می‌باشند
· گرایش الکترونیک
الکترونیک علمی است که به بررسی حرکت الکترون در خلاء در مواد رسانا و یا نیمه رسانا و اثرات و کاربردهای آن می‌پردازد. با توجه به این تعریف، مهندس الکترونیک در زمینه ساخت قطعات الکترونیک و کاربرد آن در مدارها، فعالیت می‌کند.
به عبارت دیگر، زمینه فعالیت مهندسی الکترونیک را می‌توان به دو شاخه اصلی «ساخت قطعات و کاربرد مداری قطعه» و «طراحی مدارهای الکتریکی» تقسیم کرد.
تکنیک پالس، الکترونیک ۳، میکروپروسسور، معماری کامپیوتر، مدارهای مخابراتی، فیزیک مدرن و فیزیک الکترونیک از جمله دروس اصلی گرایش الکترونیک محسوب می‌شوند.
· گرایش کنترل
مهندسی کنترل و هدایت موشک‌ها
اگر بخواهیم یک تعریف کلی از کنترل ارائه دهیم، می‌توانیم بگوییم که هدف این علم، کنترل متغیرهای اساسی سیستم (که متغیرهای خروجی می‌تواند تنها بخشی از این متغیر‌ها باشد) بر مبنای برخی ملاکهای مطلوب می‌باشد. این ملاک‌ها می‌تواند شامل سرعت، زمان، مصرف سوخت و… باشد. به عنوان یک مثال ساده می‌توان کنترل زمان اوج گیری یک هواپیمای جنگنده را در نظر گرفت. زاویه پره‌ها، میزان سوخت تزریقی و سایر متغیرهای تاثیرگذار بایستی با روشهای ریاضی محاسبه شده تا بتوان به خوبی این زمان را کاهش داد.
کنترل، در پیشرفت علوم دیگر نقش ارزنده‌ای را ایفا می‌کند. به طور کلی می‌توان گفت: مهندسی کنترل حلقه اتصال میان مهندسی برق و رشته‌های دیگر می‌باشد. علاوه بر نقش کلیدی در فضاپیما‌ها و هدایت موشک‌ها و هواپیماها، به صورت بخش اصلی و مهمی از فرآیندهای صنعتی و تولیدی نیز درآمده‌است.
به کمک این علم می‌توان به عملکرد بهینه سیستمهای پویا، بهبود کیفیت و ارزان‌تر شدن فرآورده‌های تولیدی، گسترش میزان تولید، ماشینی کردن بسیاری از عملیات تکراری و خسته‌کننده دستی و نظایر آن دست یافت. هدف سیستم کنترل عبارت است از کنترل خروجی‌ها به روش معین به کمک ورودی‌ها از طریق اجزای سیستم کنترل که می‌تواند شامل اجزای الکتریکی، مکانیکی و شیمیایی به تناسب نوع سیستم کنترل باشد.
یکی از مفاهیم پرکاربرد در این رشته مفهوم پسخورد (فیدبک) می‌باشد. پسخورد در واقع اندازه گیری متغیرهای خروجی و استفاده از این متغیرهای اندازه گیری شده در اعمال ورودی به سیستم می‌باشد. با استفاده از سیستمهای دارای پسخورد می‌توان بسیاری از فرآیندهای صنعتی را به صورت خودکار کنترل کرد. اتوماسیون صنعتی بخشی از رشته کنترل می‌باشد که بر پایه سیستمهای فیدبکدار توانسته‌است صنعت مدرنی را پایه گذاری کند.
گفتنی است که گرایش کنترل دارای زیر بخش‌های متنوعی مانند کنترل خطی، کنترل غیرخطی، مقاوم، تطبیقی، دیجیتالی، فازی و … است.
کنترل دیجیتال و کنترل غیرخطی، کنترل مدرن، کنترل صنعتی، ابزار دقیق، اصول میکروکامپیوتر، ترمودینامیک، مبانی تحقیق در عملیات و سیستمهای کنترل خطی از دروس اصلی این گرایش مهندسی برق می‌باشند.
· گرایش مخابرات
هدف از مخابرات ارسال و انتقال اطلاعات از نقطه‌ای به نقطه دیگر است که این اطلاعات می‌تواند صوت، تصویر یا داده‌های کامپیوتری باشد.
مخابرات، گرایشی از مهندسی برق است که در حوزه ارسال و دریافت اطلاعات از روشهای موجی و مخابراتی فعالیت می‌کند. گرایش مخابرات با ارائه نظریه‌ها و مبانی لازم جهت ایجاد ارتباط بین دو یا چند کاربر، انجام عملی فرایند‌ها را به طور بهینه ممکن می‌سازد.
مخابرات از دو مبحث عمده یعنی میدان و سیستم تشکیل می‌شود.
در مبحث میدان، مهندسان با مفاهیم میدان‌های مغناطیسی، امواج، ماکروویو، آنتن و … آشنا می‌شوند تا بتوانند مناسبترین وسیله را برای انتقال موجی از نقطه‌ای به نقطه دیگر پیدا کنند.
در مبحث سیستم، نیز مهندسان با طراحی فلیترهای مختلف که می‌توانند امواج مزاحم شامل صوت یا پارازیت را از امواج اصلی تشخیص و آنها را حذف کرده و تنها امواج اصلی را از آنتن دریافت کنند به فعالیت می‌پردازند.
مخابرات ۲، میدان و امواج، الکترونیک ۳، مدارهای مخابراتی، آنتن‌ها و انتشار امواج، مایکروویو، اصول میکروکامپیوتر از جمله دروس اصلی گرایش مخابرات محسوب می‌شوند.
آینده شغلی، بازار کار، درآمد و وضعیت تحصیل در مقاطع بالاتر از کارشناسی گرایشهای برق
امروزه با توسعه صنایع کوچک و بزرگ در کشور، فرصت‌های شغلی زیادی برای مهندسین برق فراهم شده‌است و اگر می‌بینیم که با این وجود بعضی از فارغ التحصیلان این رشته بیکار هستند، به دلیل این است که این افراد یا فقط در تهران دنبال کار می‌گردند و یا در دوران تحصیل به جای یادگیری عمیق دروس و در نتیجه کسب توانایی‌های لازم، تنها واحدهای درسی خود را گذرانده‌اند.
برای انتخاب شغل آینده خود بهتر است ابتدا با انجام انواع تست شخصیت شناسی شناخت بیشتری نسبت به علایق خود پیدا کنید.
همچنین یک مهندس خوب باید، کارآفرین باشد یعنی به دنبال استخدام در موسسه یا وزارتخانه‌ای نباشد بلکه به یاری آگاهی‌های خود، نیازهای فنی و صنعتی کشور را یافته و با طراحی سیستمها و مدارهای خاصی این نیاز‌ها را برطرف سازد. کاری که بعضی از فارغ التحصیلان ما انجام داده و خوشبختانه موفق نیز بوده‌اند. “
دکتر کمره‌ای نیز در این زمینه می‌گوید:
«اگر یک فارغ التحصیل برق دارای توانایی‌های لازم باشد، با مشکل بیکاری روبرو نخواهد شد. در حقیقت امروزه مشکل اصلی این است که بیشتر فارغ التحصیلان توانمند و با استعداد این رشته به خارج از کشور مهاجرت می‌کنند و ما اکنون با کمبود نیروهای کارآمد در این رشته روبرو هستیم.» یک راه حل خوب برای این مسئله دوره‌های کارآموزی است.
یکی از اساتید مهندسی برق دانشگاه علم و صنعت ایران نیز در مورد فرصت‌های شغلی فارغ التحصیلان این رشته می‌گوید:
“طبق نظر کارشناسان و متخصصان انرژی در کشور، با توجه به نیاز فزاینده به انرژی در جهان کنونی و همچنین نرخ رشد انرژی الکتریکی در کشور، سالانه باید حدود ۱۵۰۰ مگاوات به ظرفیت تولید کشور افزوده شود که این نیاز به احداث نیروگاه‌های جدید و همچنین فارغ التحصیلان متخصص برق و قدرت دارد.
فرصت‌های شغلی یک مهندس کنترل نیز بسیار گسترده‌است، چون در هر جا که یک مجموعه عظیمی‌از صنعت مهندسی مثل کارخانه سیمان، خودروسازی، ذوب آهن و… وجود داشته باشد، حضور یک مهندسی کنترل ضروری است. در ایران فارغ التحصیلان این رشته می‌توانند در صنایع نظامی وابسته به وزارت دفاع و یا در صنایع هسته‌ای شروع به کار کنند.
شرکتهای خصوصی اتوماسیون صنعتی و ابزار دقیق می‌تواند گزینه دیگری برای شروع به کار باشد؛ و بالاخره یک مهندس مخابرات یا الکترونیک می‌تواند جذب وزارتخانه‌های پست و تلگراف و تلفن، صنایع، دفاع و سازمانهای مختلف خصوصی و دولتی شود
وضعیت تحصیل در مقاطع بالاتر از کارشناسی
فارغ التحصیل در مقطع کارشناسی برق که مدرک خود را در یکی از چهار گرایش الکترونیک، مخابرات، قدرت و کنترل می‌گیرد، می‌تواند در یکی از این گرایش‌ها (اختیاری) یا رشته‌ای که برق زیر مجموعه‌ای برای آن تعریف شده، ادامه تحصیل نماید.
این رشته به صورت: مهندسی برق- الکترونیک، برق- قدرت، برق- مخابرات (شامل گرایشهای: میدان، سیستم، موج، رمز، مایکرونوری) برق- کنترل، مهندسی پزشکی (گرایش بیوالکتریک)، مهندسی هسته‌ای (دو گرایش مهندسی راکتور و مهندسی پرتو پزشکی، مهندسی کامپیوتر (معماری کامپیوتر، هوش مصنوعی و رباتیک) است.
برای تحصیل در مقطع دکترای تخصصی، می‌توان، در هر یک از زیرشاخه‌های تخصصی‌تر گرایشهای یاد شده میزان مورد نیاز واحد‌ها را اخذ کرد و رساله دکتری را در همان موضوع خاص ارائه داد. مسلم است این زیر شاخه‌ها، گرایشهای تخصصی‌تر این چهار گرایش است. رشته برق به دلیل کاربردی بودن آن در بسیاری از علوم مهندسی دیگر، برای فارغ التحصیلان امکان تحصیل در بسیاری گرایش‌ها و دانش‌ها را فراهم می‌کند.
معرفی گرایش های رشته مهندسی برق
گرایش الکترونیک
الکترونیک نوین به وجود آورنده سیستمها و ابزارهای پیچیده‌ای است که در بسیاری از مصارف زندگی روزمره و شاخه‌های مختلف صنعت، پزشکی و مهندسی مورد استفاده قرار می‌گیرند. هدف از ارائه این مجموعه تربیت کارشناسانی در زمینه شناخت نحوه عملکرد، چگونگی نگهداری بهره‌برداری، تجزیه و تحلیل و طراحی سیستمهای الکترونیکی در واحدهای مختلف صنعتی و خدماتی کشور است.
برای این منظور، در این مجموعه دانشجویان با فیزیک ادوات نیمه‌هادی، ساختمان و طرز کار عناصر الکترونیکی مانند انواع ترانزیستورها، دیودها و مدارهای مجتمع و نیز آنالیز مدارها و سیستمهای الکترونیکی آشنا می‌شوند. جهت تجزیه و تحلیل این سیستمها از روشهای کلاسیک و نیز از روشهای مبتنی بر محاسبات کامپیوتری استفاده فراوان می‌شود.
دروس کارشناسی گرایش الکترونیک علاوه بر آشنا کردن دانشجویان با اصول شاخه الکترونیک، به گونه‌ای برنامه‌ریزی شده‌اند تا دانشجویان را برای ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر نیز به نحو مطلوب آماده نمایند. فهرست دروس تخصصی گرایش الکترونیک در جدول ۵-۷ آمده است.
همانگونه که در این جدول ذکر شده، برنامه تخصصی اجباری این گرایش مشتمل بر ۲۶ واحد درسی است. البته دانشجویانی که علاقمند به آشنایی بیشتر با مطالب این گرایش می‌باشند، می‌توانند علاوه بر این دروس، در دروس مقطع کارشناسی ارشد گرایش الکترونیک نیز به صورت اختیاری ثبت‌نام نمایند.
گرایش سیستمهای انرژی الکتریکی
سیستمهای انرژی جهت تبدیل انرژیهای موجود در طبیعت (به شکل اولیه) به انرژیهای قابل مصرف، برای ارضاء اهداف بشر، تکامل یافتهاند. انرژیهای موجود در طبیعت شامل: سوختهای فسیلی (بعنوان مثال، نفت، زغالسنگ و گاز)، انرژیهای تجدیدپذیر (مثل باد، خورشید، جذر و مد، زمین گرمایی) و انرژی هسته‌ای هستند.
از میان انرژیهای قابل مصرف، انرژی الکتریکی به علت سهولت انتقال، کنترل و تبدیل به دیگر انرژیها و بعنوان یکی از با کیفیتترین و مطمئنترین انواع انرژی جایگاه ویژه و منحصر به فردی پیدا کرده است. بطوری که امروزه انرژی الکتریکی بعنوان انرژی محرک در کاربردهای مختلف صنعتی از سیستمهای مخابراتی و کامپیوتری گرفته تا کورههای ذوب فلزات و صنایع بزرگ بکار گرفته می‌شود.
گرایش قدرت (سیستمهای انرژی الکتریکی) در مهندسی برق به کلیه مسائل مرتبط با تولید، انتقال، توزیع و تبدیل انرژی الکتریکی به شکل قابل استفاده توسط مصرفکنندگان اختصاص دارد. پیشرفت سریع تکنولوژی و بکارگیری ادوات و سیستم های حساس کامپیوتری در تجهیزات صنعتی، نیاز به تأمین مطمئن، با کیفیت و قابل رقابت انرژی از یکطرف و استفاده از تولیدهای پراکنده و اتصال به شبکه‌های فرامرزی از طرف دیگر سیستمهای کلاسیک قدرت را با مسائل پیچیده جدیدی نظیر سیستمهای جدید مدیریت در بازار برق، پایداری و امنیت شبکه به هم پیوسته، برنامه‌ریزی، بهره‌برداری، کنترل بهینه شبکه، پایایی شبکه، کیفیت برق و برنامه‌ریزی بهره برداری بر اساس برداشت اطلاعات بهنگام از تجهیزات فشار قوی مواجه ساخته است .به منظور تأمین نیروی متخصص در زمینه‌های مختلف سیستمهای قدرت و انرژی، دانشجویان در این گرایش با مسائل مختلف ذیل آشنا می‌گردند.
- برنامه‌ریزی و تحلیل سیستم تولید، انتقال و توزیع در کنار برنامه‌ریزی و تحلیل( ماندگار و گذرای سریع) شبکه
- مطالعات پایداری دینامیک، گذرا و حفاظت سیستمهای قدرت
- مدیریت و کنترل شبکهها
- مسائل تجدید ساختار و بازار برق
- تولیدهای پراکنده و انرژیهای تجدیدپذیر و مسائل مرتبط با سیستمهای توزیع
- مدلسازی، طراحی و کنترل ماشینهای الکتریکی و ترانسفورمرها
- الکترونیک قدرت
- کیفیت برق و ادوات FACTS
- طراحی و هماهنگی سیستمهای عایقی فشار قوی
- برداشت اطلاعات بهنگام از تجهیزات فشار قوی جهت برنامه‌ریزی بهره‌برداری و سرویس
دروس کارشناسی مهندسی برق- گرایش (سیستمهای انرژی الکتریکی ، علاوه بر آشنا نمودن دانشجویان با این سیستم گسترده و در حال رشد، آنان را برای ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر در مهندسی برق آماده می‌سازد. دروس تخصصی این گرایش مشتمل بر ۲۴ واحد درسی و پروژه است که در جدول ۵-۱۱ ارائه شده است و دانشجویان علاقهمند به آشنایی بیشتر با مباحث مربوط به این گرایش می‌توانند در دروس متنوعی که قرار است از این پس ارائه شوند ثبت‌نام نمایند.
در کشور ما که سرزمینی سرشار از منابع انرژی است بهترین راه مصرف و یا مبادله انرژی تبدیل آن به انرژی الکتریکی می‌باشد، این تخصص جایگاه و نقش ویژهای را در توسعه و پیشرفت کشور عزیزمان ایران ایفا می‌نماید و با توجه به رشد سریع این صنعت در کشور (که نرخ رشد آن بالاتر از ۱۰% در سال می‌باشد) زمینه‌های اشتغال فراوانی برای فارغالتحصیلان این گرایش در بخش دولتی ، تعاونی و خصوصی به وجود آمده است.
گرایش مخابرات
با توجه به نقش روزافزون ارتباطات و انتقال اطلاعات در زندگی بشری و نیز تنوع صنایع مخابراتی در داخل کشور، تربیت‌کارشناسانی متخصص در زمینه‌های شناخت نحوه عملکرد و چگونگی نگهداری و بهره‌برداری، تجزیه و تحلیل و طراحی‌سیستم‌های مخابراتی از اهمیت به‌سزایی برخوردار است.
در مجموعه کارشناسی مخابرات تحت عناوینی همچون سیستمهای مخابراتی،پردازش سیگنال، آنتن، میدانها و امواج، انتشار امواج، خطوط انتقال، مایکروویو، سوئیچینگ الکترونیک، سیستمهای تلویزیون، مخابرات نوری، شبکه‌های مخابرات کامپیوتری، رادار و مخابرات ماهواره‌ای، دانشجویان مسائل و فنون انتقال اطلاعات در سیستمهای رادیویی، کابلها و فضا را مورد مطالعه قرار داده و علاوه بر آن درباره قطعات، مدارها و سیستمهای مختلفی که در مخابرات به کار برده می‌شود آموزش می‌بینند.
در حال حاضر در گروه مخابرات در زمینه‌های زیر فعالیت‌های آموزشی تحقیقاتی صورت می‌گیرد :
- سیستمهای مخابرات بی‌سیم و سیار
- شبکه های مخابرات نوری و سیستمهای دسترسی چند راهه
- مدارها و سیستمهای مخابراتی مایکروویو و امواج میلیمتری
- پردازش سیگنال های دیجیتال (صوت و تصویر)
- رمز نگاری و امنیت شبکه‌های مخابراتی
- شبکه مخابرات داده‌ها و مخابرات پهن باند
- سیستمهای رادار و مراقبت الکترونیک
- انتشار امواج رادیویی و الکترومغناطیس محاسباتی
دروس کارشناسی گرایش مخابرات علاوه بر آشنا نمودن دانشجویان با اصول گرایش مخابرات، به گونه‌ای برنامه‌ریزی شده‌اند تا دانشجویان را برای ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر نیز به نحو مطلوب آماده نمایند. فهرست دروس تخصصی گرایش مخابرات در جدول ۵-۱۷ ارائه شده است.
همانگونه که در این جدول ذکر شده، برنامه تخصصی اجباری این گرایش مشتمل بر ۲۴ واحد درسی است. البته دانشجویانی که علاقمند به آشنایی بیشتر با مطالب این گرایش می‌باشند، می‌توانند علاوه بر این دروس، در دروس مقطع‌کارشناسی ارشد گرایش مخابرات نیز به صورت اختیاری ثبت‌نام نمایند.
گرایش کنترل
در سیستمهای پویا نظیر سیستمهای الکتریکی، مکانیکی و بیولوژیکی که متغیر با زمان بوده و اغتشاشات متعددی نیز بر آنها اثر می‌کنند، مسئله کنترل خودکار و تغییر رفتار سیستم برای نزدیک کردن پاسخهای آنها به مقادیر مطلوب مورد نظر می‌باشد.
هدف از گرایش کنترل در دانشکده مهندسی برق، آشنایی دانشجویان با چگونگی تحلیل و مدلسازی سیستمهای پویا و معرفی اصول طراحی و نحوه استفاده از سیستمهای کنترل خودکار برای بهبود رفتار این گونه سیستمها می‌باشد.
به علاوه، باتوجه به قابلیتهای نوینی که در طی دهه‌های اخیر در پردازش اطلاعات توسط کامپیوتر به وجود آمده است، کاربرد کامپیوتر در شبیه‌سازی رفتار سیستمهای پویا قسمتی از برنامه آموزشی مجموعه کنترل را تشکیل می‌دهد.
کاربرد سیستمهای مختلف کنترل در کارخانه‌ها و مراکز صنعتی و واحدهای خدماتی، نیروگاهها، سیستمهای هوا – فضایی، مهندسی پزشکی و حتی اقتصاد و مدیریت صنعتی، بخشی از کاربردهای متنوع مجموعه کنترل در صنایع مختلف است.
دروس کارشناسی گرایش کنترل علاوه بر آشنا کردن دانشجویان با اصول کنترل، به گونه‌ای برنامه‌ریزی شده‌اند تا دانشجویان را برای ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر نیز به نحو مطلوب آماده نمایند. فهرست دروس تخصصی گرایش کنترل در جدول ۵-۱۵ ارائه شده است.
همانگونه که در این جدول ذکر شده، برنامه تخصصی اجباری این گرایش مشتمل بر ۲۴ واحد درسی است. البته دانشجویانی که علاقمند به آشنایی بیشتر با مطالب این گرایش می‌باشند، می‌توانند علاوه بر این دروس، در دروس مقطع کارشناسی ارشد گرایش کنترل به صورت اختیاری نیز ثبت‌نام نمایند.
گرایش سیستمهای دیجیتال
طی چندین دهه، گسترش استفاده از سیستمهای دیجیتال در کلیه سطوح بخصوص در گرایشهای مهندسی برق و سایر رشته های مهندسی به وضوح دیده می‌شود. نظر به اهمیت این موضوع از یک طرف و احتیاج فراگیر کلیه سیستمهای صنعتی به کنترل و پردازش دیجیتال از طرف دیگر، نیاز کشور به متخصصین مجرب در این زمینه محرز می‌گردد.
لذا، دانشکده مهندسی برق اقدام به تربیت کارشناسانی با تخصص اصلی در مهندسی برق – گرایش سیستمهای دیجیتال با هدف ایجاد توانایی مطلوب جهت طراحی، به روز آوری و نگهداری اینگونه سیستمها نمود. چنین کارشناسانی به عنوان مهندس برق و متخصص در سیستمهای دیجیتال از امکانات ذهنی و طراحی بالائی برخوردار خواهند بود.
هدف این گرایش آشنایی فارغ التحصیلان آن با تجزیه و تحلیل و همچنین طراحی مدارها و سیستمهای دیجیتال در سطح تراشه، سیستمهای نهفته و بی‌درنگ دیجیتالی، سیستمهای کامپیوتری پیشرفته با تاکید بر به کارگیری مغز افزار در کاربردهای مختلف مهندسی برق است. فارغ التحصیلان این گرایش می‌توانند در محدوده سخت افزار، نرم افزار، شبکه و امنیت داده‌ها و یا کاربردهای سیستمهای دیجیتال متبحر گردند.
دروس کارشناسی گرایش سیستمهای دیجیتال علاوه بر آشنا نمودن دانشجویان با اصول سیستمهای دیجیتال، به گونه‌ای برنامه‌ریزی شده‌اند تا دانشجویان را برای ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر نیز به نحو مطلوب آماده نمایند. فهرست دروس تخصصی گرایش سیستمهای دیجیتال درجدول ۵-۱۳ آمده است.
همانگونه که در این جدول ذکر شده، برنامه تخصصی اجباری این گرایش مشتمل بر ۲۶ واحد درسی و آزمایشگاهی است. البته دانشجویانی که علاقمند به آشنایی بیشتر با مطالب این گرایش‌‌اند، می‌توانند علاوه بر این دروس، در دروس متنوع مقطع کارشناسی ارشد گرایش سیستمهای دیجیتال نیز به صورت اختیاری ثبت‌نام نمایند.
گرایش بیوالکتریک
مهندسی پزشکی – بیوالکتریک یک گرایش مدرن با گستره‌ای جذاب در میان گرایشهای مهندسی برق می باشد که مفاهیم علوم پایه و مهندسی برق را به علوم زیستی و پزشکی مرتبط می سازد. در این گرایش دانشجو نه تنها علوم پایه ریاضی، فیزیک را مشابه دیگر دانشجویان رشته برق فرا می‌گیرد بلکه در خصوص فیزیولوژی، الکتروفیزیولوژی و سیستمهای زیستی نیز اطلاعات پایه و کاربردی را کسب می‌نماید.
در این راستا دانشجویان مانند دیگر گرایشهای مهندسی برق به فراگیری دروس اصلی و تخصصی این رشته بمدت ۵ نیمسال می پردازند. سپس با انتخاب مجموعه ای از دروس پیشرفته تر مبادرت به آموختن رئوس کارشناسی در مهندسی بیوالکتریک، که از جمله در برگیرنده مباحثی تکمیلی در موضوعات الکترونیک، سیستمهای دیجیتال، مخابرات و کنترل نیز می باشند، می‌نمایند.
دانشجویان دراین گرایش، در ابتدا با پدیده های بیولوژیکی و فیزیولوژیکی و برخی روشهای اندازه گیری و ثبت آنان در محیط آزمایشگاهی آشنا می‌گردند و سپس بر روی این بستر مناسب، مبادرت به آموختن مباحث کلیدی و تکمیلی در گرایش بیو الکتریک می‌نمایند.
این موضوعات از جمله شامل شناسایی و تشخیص سیگنال‌های حیاتی، آشنایی با ابزار دقیق پزشکی و طراحی ادوات، و اخذ، تقویت، تبدیل و پردازش این سیگنال ها، تجهیزات تشخیصی پزشکی مرتبط با آنها، بررسی و شبیه سازی سیستم های کنترل کننده اصلی در بدن و سیستمهای کمکی در داخل و خارج بدن، و آشنایی با روشهای طراحی، شبیه سازی و پیاده سازی سیستم های تشخیصی می‌باشد.
در مجموع، فارغ التحصیلان این گرایش ضمن اشراف مناسب به رئوس کلی مهندسی برق، با تسلط به مباحث تئوریک و کاربردی بیوالکتریک، قادر به حل مسایل مهندسی مربوط به آن در حوزه کارشناسی و طراحی و تحلیل مهندسی خواهند بود.
دروس اجباری این گرایش مبتنی بر ۲۶ واحد درسی است که در جدول ۵-۹ آمده است علاوه بر آن دانشجویان ۱۰ واحد از دروس اختیاری را مطابق جدول ۵-۱۰ می‌گذرانند. دانشجویان این گرایش همچنین می‌توانند در صورت تمایل دروس کارشناسی ارشد را به صورت اختیاری اخذ نمایند.
گرایشهای کارشناسی ارشد مهندسی برق را بشناسید
گرایشهای کارشناسی ارشد مهندسی برق جزو گرایشهای جذاب و پرطرفدار و درعین‌حال سخت و چالش‌برانگیز است. این رشته بیشتر برای دانشجویانی مناسب است که از پایه‌ی ریاضی و فیزیک نسبتاً قوی و خوبی برخوردارند. رشته مهندسی برق مباحث زیادی را دربرمی‌گیرد.
از تولید انرژی الکتریکی به‌روش‌های مختلف گرفته تا اکثر وسیله‌هایی که در دنیای امروزی با آن سروکار داریم، مانند گوشی‌های هوشمند، تلویزیون، یخچال، لپ‌تاپ و…، با مباحث موجود در این رشته در ارتباط است. در این مطلب به‌صورت مفصل گرایشهای رشته مهندسی برق در کارشناسی‌ارشد را معرفی کرده‌ایم.
رشته مهندسی برق در مقطع کارشناسی‌ارشد هفت گرایش اصلی دارد. بعضی از گرایشهای کارشناسی ارشد مهندسی برق هم زیرگروه‌های خودشان را دارند. گرایشهای اصلی مهندسی برق عبارت‌اند از:
- الکترونیک
- قدرت
- مخابرات
- کنترل
- مهندسی پزشکی
- مکاترونیک
- فناوری ماهواره
در ادامه به‌صورت تخصصی هر یک از گرایشهای کارشناسی ارشد مهندسی برق توضیح داده شده است.
1. گرایش الکترونیک
هدف اصلی در گرایش الکترونیک طراحی و ساخت ادوات و مدارهای الکترونیکی و ریزپردازنده‌ها به‌منظور اهداف خاص است. این گرایش سه زیر گروه اصلی را شامل است.
گرایش الکترونیک‌ـ‌مدارهای مجتمع الکترونیک
در این گرایش با طراحی مدارهای الکترونیکی با کاربردهای گوناگون سروکار داریم. درواقع با استفاده از عناصری نظیر ترانزیستور، دیود، خازن، مقاومت و غیره مدارهای الکترونیکی با اهداف گوناگون طراحی و تولید می‌شود. دانشجویان در این گرایش باید از انواع عناصر مدارهای الکتریکی و همچنین نحوه عملکرد آنها در مدار شناخت خوبی داشته باشند. درس‌های مهم این گرایش در مقطع ارشد عبارت‌اند از:
- طراحی مدارهای CMOS
- طراحی مدارهای مجتمع
- الکترونیک دیجیتال
- الکترونیک پیشرفته
- تئوری و تکنولوژی ساخت قطعات الکترونیک
- فیلترهای مجتمع
گرایش الکترونیک‌ـ‌افزاره‌های میکرو و نانوالکترونیک
دانشجویان در این گرایش با نحوه‌ی طراحی و ساخت ادوات نیمه‌هادی آشنا می‌شوند. فیزیک الکترونیک و مباحث مربوط به رسانایی مواد نقش مهمی در مباحث این گرایش دارد. درس‌های مهم این گرایش در مقطع ارشد عبارت‌اند از:
- فیزیک حالت جامد
- تئوری و تکنولوژی ساخت قطعات الکترونیک
- ادوات ابررسانا
- مدارهای مجتمع نوری
- تکنولوژی و کاربرد لیزر
- ساخت ادوات نیمه‌هادی
گرایش الکترونیک‌ـ‌سیستم‌های الکترونیک دیجیتال
بیشتر مباحث این گرایش مربوط به طراحی ریزپردازنده‌ها با استفاده از گیت‌های منطقی است. دانشجویان در این گرایش باید به مباحث درس مدارهای منطقی تسلط داشته باشند. درس‌های مهم این گرایش در مقطع ارشد عبارت‌اند از:
- طراحی سیستمهای مجتمع خیلی فشرده دیجیتال (VLSI)
- ریزپردازنده
- ساختار پیشرفته کامپیوتر
- شبکه مخابرات داده‌ها
- معماری مدارهای مجتمع خیلی فشرده دیجیتال
- برنامه‌نویسی و ساختارهای موازی
2. گرایش قدرت
مباحث موجود در این گرایش پیرامون نحوه‌ی تولید و انتقال انرژی الکتریکی در انواع نیروگاهها و انتقال آن به مصرف‌کننده و همچنین طراحی و ساخت انواع ماشین‌ها و مبدل‌های الکتریکی است. این گرایش دو زیر گروه اصلی دارد که در ادامه به آن می‌پردازیم:
گرایش قدرت‌ـ‌سیستم‌های قدرت
تولید انرژی الکتریکی در نیروگاه و انتقال به مصرف‌کننده، پایداری و کنترل شبکه‌ی برق هنگام انتقال انرژی از مباحث اصلی در این گرایش است. درس‌های مهم این گرایش در مقطع ارشد عبارت‌اند از:
- دینامیک سیستمها قدرت
- تئوری ماشینهای الکتریکی
- حالت‌های گذرای سیستمهای قدرت
- قابلیت اطمینان در سیستمها قدرت
- بهره‌برداری از سیستمهای قدرت پیشرفته
- کنترل توان راکتیو
گرایش قدرت‌ـ‌الکترونیک قدرت و ماشینهای الکتریکی
در این گرایش دانشجویان با طراحی و تولید و کنترل ماشینهای الکتریکی و مبدل‌های الکترونیک قدرت آشنا خواهند شد. تسلط در درس الکترونیک صنعتی و کنترل خطی به درک مفاهیم درس‌های این گرایش کمک زیادی خواهد کرد. درس‌های مهم این گرایش در مقطع ارشد عبارت‌اند از:
- تئوری جامع ماشین‌ها الکتریکی
- الکترونیک قدرت
- طراحی ماشین‌ها الکتریکی
- کیفیت توان الکتریکی
- کنترل ماشین‌ها الکتریکی
- عایق‌ها و فشار قوی پیشرفته
3. گرایش مخابرات
مباحث موجود در این گرایش درباره‌ی طراحی و تولید انواع آنتن‌ها مخابراتی، مخابرات سیار، پردازش سیگنال، رمزگذاری سیگنال‌ها و امنیت شبکه است. این گرایش چهار زیرگروه اصلی را شامل است که در ادامه به آن می‌پردازیم.
گرایش مخابرات‌ـ‌میدان و موج و مخابرات نوری
مباحث موجود در این گرایش بیشتر مروبط به طراحی و تولید انواع آنتن، فرستنده و گیرنده است. دانشجویان در این گرایش باید بر درس الکترومغناطیس و ریاضیات مهندسی تسلط داشته باشند. درس‌های مهم این گرایش در مقطع ارشد عبارت‌اند از:
- تئوری الکترومغناطیس پیشرفته
- ریاضیات مهندسی پیشرفته
- ادوات نیمه‌هادی مایکروویو نوری
- آنتن‌های پیشرفته
- روشهای عددی در الکترومغناطیس
- نور غیرخطی
گرایش مخابرات‌ـ‌سیستم
پردازش انواع سیگنال، مخابرات سیار، طراحی شبکه‌های مخابراتی و مدولاسیون از مهم‌ترین مباحث موجود در این گرایش است. دانشجویان در این گرایش باید در درس سیگنال‌ها و سیستمها و فرآیندهای تصادفی تسلط داشته باشند. درس‌های مهم این گرایش در مقطع ارشد عبارت‌اند از:
- فرآیندهای تصادفی
- مخابرات پیشرفته
- تئوری کدینگ
- سیستمهای سوئیچینگ
- پردازش سیگنال‌های دیجیتال
- تئوری تخمین
گرایش مخابرات‌ـ‌رمز
مباحث این گرایش در مورد رمزنگاری و امنیت سیستمهای مخابراتی است. درس‌های مهم این گرایش در مقطع ارشد عبارت‌اند از:
- فرآیندهای تصادفی
- اصول رمزنگاری
- رمزنگاری پیشرفته
- ریاضیات رمزنگاری
- تئوری کدینگ
- مخابرات پیشرفته
گرایش مخابرات‌ـ‌شبکه
مباحث این گرایش در مورد شبکه‌های ارتباطی هوشمند، انواع پروتکل‌های ارتباطی، بهینه‌سازی مسیر انتقال اطلاعات است. درس‌های مهم این گرایش در مقطع ارشد عبارت‌اند از:
- فرآیندهای تصادفی
- شبکه‌های کامپیوتری
- مخابرات دیجیتال
- شبکه‌های مخابراتی
- امنیت شبکه
- تئوری بازی
4. گرایش کنترل
گرایش کنترل مباحث زیادی را شامل می‌شود و می‌توان گفت با مباحث گرایشهای دیگر مهندسی برق و دیگر رشته‌های مهندسی در ارتباط است. به‌طور خیلی ساده و کلی می‌توان گفت گرایش کنترل در مورد نحوه تنظیم پارامترهای موجود در اجزای یک سیستم به منظور بهره‌وری بالا و عملکرد پایدار آن سیستم است. دانشجویان در این گرایش باید پایه ریاضی قوی داشته باشند. تسلط در درس جبر خطی و کنترل خطی برای درک مباحث موجود در درس‌های این گرایش ضروری است. درس‌های مهم این گرایش در مقطع ارشد عبارت‌اند از:
- کنترل بهینه
- کنترل سیستمهای چند متغیره
- کنترل مقاوم
- کنترل غیرخطی
- شناسایی سیستمها
- کنترل تطبیقی
- سیستمهای بلادرنگ
- شبکه‌های عصبی
- کنترل فازی
5. گرایش مهندسی پزشکی‌ـ‌بیوالکتریک
مباحث موجود در این گرایش درباره‌ی تجزیه‌وتحلیل و مدلسازی سیستمهای بیولوژیکی، تصویربرداری پزشکی و پردازش سیگنال‌های حیاتی است. درس‌های مهم این گرایش در مقطع ارشد عبارت‌اند از:
- سیستمهای تصویربرداری پزشکی
- مدلسازی سیستمهای بیولوژیکی
- پردازش سیگنال‌های حیاتی
- بیواینسترومنت
- ژنومیک محاسباتی
- پردازش و تحلیل تصاویر پزشکی
- کنترل سیستمهای فیزیولوژیکی
داوطلبان گرایش مهندسی پزشکی- بیوالکتریک در آزمون کارشناسی‌ارشد مهندسی برق، از میان درس الکترومغناطیس و مقدمه‌ای بر مهندسی پزشکی می‌تواند به سؤال‌های یکی از این دو درس پاسخ دهند (زمان پاسخ‌گویی تنها به‌ازای یکی از این دو درس در نظر گرفته می‌شود) و ضریب این دو درس در آزمون ارشد برای این گرایش برابر با ۱ است.
6. گرایش مکاترونیک
مباحث موجود در این درس تا حدود زیادی با مباحث گرایش کنترل یکسان است. تجزیه‌وتحلیل سیستمهای الکترومکانیکی، طراحی و ساخت ربات‌های هوشمند و طراحی و ساخت تجهیزات صنعتی ازجمله مباحث موجود در این گرایش به شمار می‌رود. درس‌های مهم این گرایش در مقطع ارشد عبارت‌اند از:
- مکاترونیک ۱ و ۲
- ریاضیات مهندسی پیشرفته
- رباتیک پیشرفته
- شبکه‌های عصبی
- اتوماسیون صنعتی
- هوش مصنوعی و سیستمهای خبره
- سیستمهای بلادرنگ
- بینایی ماشین
گرایش فناوری ماهواره
این گرایش از سال 98 در یک زیرگروه جداگانه در آزمون کارشناسی‌ارشد مهندسی برق قرار گرفته است. طراحی ماهواره مخابراتی، طراحی سیستم تعیین و کنترل وضعیت ماهواره از جمله مباحث اصلی در این گرایش است و با مباحث موجود در گرایش مخابرات ارتباط نزدیکی دارد. درس‌های مهم این گرایش در مقطع ارشد عبارت‌اند از:
- اصول طراحی ماهواره
- مبانی کنترل وضعیت ودینامیک مدار
- طراحی و فناوری ایستگاه‌های زمینی
- سیستم الکترونیک و فناوری ماهواره
- اصول مکانیک سماوی و دینامیک مداری ماهواره
- ریاضیات مهندسی پیشرفته
- تحلیل، طراحی و تست ماهواره و پرتابگر آن