Электротехника
-
История электротехники
- Электричество стало предметом научного интереса с начала 17 века.
- Уильям Гилберт ввел термин «электричество» и разработал versorium.
- В 1762 году Йохан Вильке изобрел электрофор.
- В 1800 году Алессандро Вольта разработал электрическую батарею.
-
19-й век
- В 19 веке исследования активизировались.
- Ганс Кристиан Эрстед обнаружил магнитное поле электрического тока.
- Уильям Стерджен изобрел электромагнит.
- Джозеф Генри и Эдвард Дэви изобрели электрическое реле.
- Георг Эрстед изобрел электрическое реле.
- Ом количественно определил взаимосвязь между электрическим током и разностью потенциалов.
- Майкл Фарадей открыл электромагнитную индукцию.
- Джеймс Клерк Максвелл опубликовал единую теорию электричества и магнетизма.
-
Развитие электротехники
- В 1782 году Жорж-Луи Лесаж разработал электрический телеграф.
- Франсиско Сальва Кампильо предложил электростатическую телеграфную систему.
- Фрэнсис Роналдс создал электрическую телеграфную систему в 1816 году.
- В конце 19 века электротехника стала профессией.
- В 1882 году Томас Эдисон включил первую в мире электрическую сеть.
- В 1884 году сэр Чарльз Парсонс изобрел паровую турбину.
- Переменный ток быстро развивался благодаря разработкам трансформаторов.
-
Начало 20-го века
- Джеймс Клерк Максвелл показал взаимосвязь электромагнитного излучения.
- Генрих Герц доказал теорию Максвелла, передав радиоволны.
- Гульельмо Маркони начал работу над беспроводной телеграфной системой.
- Джагадиш Чандра Боуз исследовал связь на миллиметровых волнах.
- Карл Фердинанд Браун представил электронно-лучевую трубку.
- Джон Флеминг изобрел первую радиолампу.
- Роберт фон Либен и Ли Де Форест разработали ламповый усилитель.
-
История электроники
- В 1920 году Альберт Халл разработал магнетрон, что привело к созданию микроволновой печи в 1946 году.
- В 1934 году британские военные начали внедрять радары, кульминацией чего стал ввод в эксплуатацию первой радиолокационной станции в 1936 году.
- В 1941 году Конрад Цузе представил Z3, первый полнофункциональный и программируемый компьютер.
- В 1943 году Томми Флауэрс спроектировал Colossus, первый полнофункциональный электронный компьютер.
- В 1946 году Джон Преспер Экерт и Джон Мочли создали ENIAC, положивший начало компьютерной эре.
-
Твердотельная электроника
- В 1947 году Джон Бардин и Уолтер Хаузер Браттейн изобрели транзистор с точечным контактом.
- В 1948 году они изобрели транзистор с биполярным переходом.
- В 1958 году Джек Килби изобрел гибридную интегральную схему.
- В 1959 году Роберт Нойс изобрел монолитный чип интегральной схемы.
- В 1959 году Мохаммед Аталлой и Давон Кан изобрели МОП-транзистор, ставший основным строительным блоком современной электроники.
-
Развитие микропроцессоров
- В 1962 году Фред Хейман и Стивен Хофштейн создали первую экспериментальную микросхему MOS.
- В 1965 году Гордон Мур предсказал закон об удвоении количества транзисторов на микросхеме каждые два года.
- В 1971 году Intel 4004 стал первым однокристальным микропроцессором.
-
Подполя электротехники
- Power & Energy engineering занимается производством, передачей и распределением электроэнергии.
- Телекоммуникационная инженерия фокусируется на передаче информации по каналам связи.
- Инженерия управления моделирует динамические системы и разрабатывает контроллеры.
- Электронная инженерия включает проектирование и тестирование электронных схем.
- Микроэлектроника и наноэлектроника занимаются проектированием и изготовлением микро- и нанокомпонентов.
-
Микроэлектронные компоненты
- Создаются путем химического изготовления пластин из полупроводников
- Требуют хороших знаний квантовой механики
-
Обработка сигналов
- Анализ и манипулирование сигналами
- Включает усиление, фильтрацию, модуляцию и демодуляцию
- Применяется в аудиотехнике, телекоммуникациях, радиолокации и других областях
-
Приборы
- Разработка устройств для измерения физических величин
- Требует хорошего понимания физики
- Используются в качестве датчиков для электрических систем
-
Компьютеры
- Проектирование компьютеров и компьютерных систем
- Включает разработку оборудования и программного обеспечения
- Применяется в робототехнике и других областях
-
Фотоника и оптика
- Генерирование, передача, усиление и анализ электромагнитного излучения
- Включает оптические приборы, лазеры, волоконно-оптические системы
-
Смежные дисциплины
- Мехатроника: конвергенция электрических и механических систем
- Проектирование электронных систем: междисциплинарные вопросы
- Микроэлектромеханические системы (MEMS): используются в автомобилях и медицине
-
Образование
- Инженеры-электрики получают степени по электротехнике, разработке электроники и другим направлениям
- Включает дисциплины физики, математики, компьютерных наук и электротехники
- Некоторые предпочитают высшее образование, например, магистратуру или докторскую степень
-
Профессиональная практика
- Степень бакалавра инженерных наук является первым шагом к сертификации
- Сертификация требует опыта работы и соответствия этическому кодексу
- Лицензирование варьируется в зависимости от страны и законодательства
- Известные профессиональные организации: IEEE и IET
-
IEEE и IET
- IEEE выпускает 30% мировой литературы по электротехнике и насчитывает более 360 000 членов.
- IET издает 21 журнал и насчитывает более 150 000 членов, претендуя на звание крупнейшего инженерного сообщества в Европе.
-
Проблемы устаревания навыков
- Устаревание технических навыков является серьезной проблемой для инженеров-электриков.
- Членство в технических обществах и регулярное обучение необходимы для поддержания профессионального уровня.
-
Роль инженеров-электриков
- Инженеры-электрики вносят вклад в разработку широкого спектра технологий.
- Они проектируют, разрабатывают, тестируют и контролируют электрические системы и устройства.
-
Технические навыки и инструменты
- Фундаментальными для электротехники являются физика и математика.
- Современные инженерные работы связаны с использованием компьютеров и программ автоматизированного проектирования.
- Важны навыки работы с числами, компьютерная грамотность и понимание технического языка.
-
Контрольно-измерительные приборы
- Инженеры используют широкий спектр контрольно-измерительных приборов, включая мультиметры, осциллографы и анализаторы спектра.
- Безопасность приборов важна в некоторых дисциплинах, таких как медицинская электроника и техника передачи электроэнергии.
-
Разнообразие рабочих мест
- Инженеры-электрики работают в различных условиях, включая лаборатории, военные корабли, офисы и шахты.
- Они могут руководить широким кругом людей, включая ученых и программистов.
-
Связь с физическими науками
- Электротехника тесно связана с физическими науками, например, с разработкой телеграфных кабелей.
- Инженеры-электрики часто требуются в крупных научных проектах, таких как ускорители частиц.