Elektriskā inženierija - Vikipēdija

# Elektriskā inženierija

### Vikipēdijas raksts

Elektriskā inženērija. Radars

Elektriskā inženierija

## [izmainīt šo sadaļu] Vēsture

### [izmainīt šo sadaļu] Sākotnējā elektrības attīstība

Tomass Edisons

Elektrība ir bijusi zinātnes interešu lokā jau kopš 17. gs., tomēr tikai 19. gs. pētījumi šajā jomā sāka aktivizēties. Ievērojami sasniegumi šajā gadsimtā iekļauj Džordža Oma darbu, kurš 1827. gadā atklāja sakarību starp elektrisko strāvu un potenciālu starpību konduktorā, Mihaels Faradejs, kurš atklāja elektromagnētisko indukciju 1831. gadā, un Džeims Klerks Maksvels, kurš 1873. gadā publicēja vienotu teoriju par elektrību un magnētismu viņa darbā “Elektrība un Magnētisms”. Šajā periodā darbs šajā nozarē dramatiski pieauga. 1882. gadā Edisons ieslēdza pasaules pirmo liela izmēra elektrības piegādes tīklu, kurš nodrošināja 110 voltu lidzstrāvas 59 patērētājiem Manhetenā. 1887. g. Nikola Tesla ieguva vairākus patentus uz konkurējošu elektrības izplatīšanas formu jeb maiņstrāvu. Nākamajos gados izvērsās smaga konkurences cīņa starp Teslu un Edisonu par strāvas piegādi, un kura ir pazīstama kā “Cīņas par Strāvu” (“War of Currents”). Abu zinātnieku pūliņi daudz palīdzēja elektriskās inženierijas attīstībai - tādi Teslas izgudrojumi kā indukcijas motori un polifāzes sistēmas ļoti ietekmēja nozares attīstību, kamēr Edisona darbi pie telegrāfa un biržas telegrāfa (pirmā mehāniskā ierīce, kuras uzdevums bija pārsūtīt tālās distancēs biržas cenas pa telegrāfu) izvērsās ļoti ienesīgi viņa kompānijai - “General Electric”. Tomēr 19. gs. beigās sāka parādīties citas centrālās personas elektriskās inženierijas attīstībā.

### [izmainīt šo sadaļu] Radio un elektronikas parādīšanās

1888.g. Henrihs Hercs bija pirmais zinātnieks, kurs pārraidīja un uztvēra radio viļņus izmantojot elektrisko aprīkojumu, un 1895.g. Aleksandrs Popovs veica pirmo bezvadu radio translāciju 60 metru attālumā, kuram sekoja Guglielmo Marconi, kurš pārraidīja rādiosignālu 2.4 kilometru attālumā. Džons Flemings izgudroja 1904.g. pirmo diodi. Divus gadus vēlāk, Roberts von Liebens un Lee De Fortests neatkarīgi viens no otra izgadavoja triodi. Manfreds von Ardennens izgatavoja 1931 katodu staru tūbiņu- izšķirošu tehnoloģiju, nepieciešamu priekš elektriskās televīzijas. 1920.g. Alberts Hulls izgatavoja magnetronu, kurš laika gaitā aizvestu Persiju Spenseru lidz mikroviļņu krāsniņas izstrādāšanas 1946. gadā. 1934. gadā britu armija uzsāka savus pūliņus radara izgatavošanā, kuri noveda līdz pirmās radara stacijas izgatavošanas Bavsdejā 1936. gada augustā. 1941.g. Konrāts Zuse prezentēja Z3 jeb pirmo pilnīgi funkcionālo un programmējamo datoru pasaulē. 1946.g. Z3 sekoja ENIAC (“Electronic Numerical Integrator and Computer”), kuru izstrādāja Džons Prespers Eckerts un Džons Maurčlijs, un kura aizsāka datoru ēru. Šo mašīnu aritmētiskā funkcionalitāte ļāva inženieriem attīstīt pavisam jaunas tehnoloģijas un sasniegt jaunus mērķus, tādus kā Apollo misijas un NASA nolaišanos uz mēness. Tranzistori, kurus izgatavoja 1947.g. Viljams B. Šoklijs, Džons Bardeens un Valters Brattans, attvēra durvis priekš kompaktākām ierīcēm un noveda zinātniekus Džeku Kibliju 1958.g. un Robertu Noicenu 1959.g. pie integrētu ķēžu izgatavošanas. 1968.g. Marcians Hoffmans izgudroja pirmo mikroprocesoru Intel kompānijā un tādejādi aizliesmoja personālu datoru izgatavošanu. Pirmais mikroprocesora realizācija bija Intel 4004 procesors, 4 bitu procesors, kuru izgatavotja 1971.g., tomēr tikai 1973.g. Intel 8080, 8 bitu procesors, tika izmantos, lai padarītu pirmā personālā datora, Altar 8800, izgatavošanu iespējamu.

## [izmainīt šo sadaļu] Praktizējoši inženieri

Vairākumā valstu ir nepieciešams bakalaura grāds inženērijā, kurš ir pirmais solis ceļā uz profesionālu sertifikāciju. Kā arī pašai programmai jābūt profesionālās komitejas sertificētai. Pēc grāda iegūšanas, inženierim jāizpilda dažādas prasības (ieskaitot darba pieredzes prasības) pirms viņu sertificē. Sertifikācijas priekšrocības var būt akarīgas no vietas. Piemēram, ASV un Kanādā “tikai licenzēts inženieris ... var veikt dažādus inženierijas darbus sabiedriskiem vai privātiem klientiem”. Toties citās valstīs, kā, piemēram, Austrālijā, šādi likumi neeksistē. Tomēr pat jurisdikcijās, kur sertifikātiem ir maza vai nav vispār nekādas nozīmes, inženieri ir pakļauti kontrakta likumam. Gadijumos, kur inženiera darbs izgāžas, inženieri ir pakļauti sodam par nolaidību un, ekstrēmos gadījumos, nolaidība var tikt tiesāta kā kriminālnoziegums. Kā arī inženieriem ir jāpakļaujas citiem likumiem, kā, piemēram, vides likumam. Praktiski visi sertificētie inženieri ir iesaistīti organizācijās ar stingriem ētikas kodeksiem, kuriem ir jāpakļaujas visiem biedriem. Šādā veidā organizācijas spēlē lielu lomu ētikas standartu uzturēšanā. Tādās valstīs kā Austrālijā, Kanādā un ASV elektriskie inženieri sastāda 0.25% no visa darbaspēka apjoma. Tomēr mērot, cik elektriskie inženieri pabeidz studijas uz vienu cilvēku valstī, iespējams, vislielākais elektrisko inženieru skaits ir Japānā un Dienvidkorejā.

## [izmainīt šo sadaļu] Prasmes un pienākumi

Elektriskie inženieri ir atbildīgi par plašu tehnoloģiju loku, sākot ar globālās pozicionēšanas sistēmām līdz elektriskās strāvas ģenerātoriem. Viņi dizainē, attīsta, testē un pārrauga elektrisko ierīču un sistēmu veidošanu. Piemēram, elektriskie inženieri var strādāt pie telekomunikāciju sistēmām, mājas apgaismošanas, mājas iekārtu dizainēšanas vai elektriskās kontroles iekārtām dažādās mašinērijās. Pats pamats šai disciplīnai ir fizikas un matemātikas zinātnes. Mūsdienās inženierijas darbs iekļauj datora un dažādu palīgprogrammu izmantošanu. Tomēr prasme uzskicēt idejas ir joprojām ļoti vērtīga, lai ātri saprastos ar citiem. Kaut arī vairākums elektrisko inženieri sapratīs elektrisko ķēžu darbības teorijas pamatprincipus, teorijas, kuras nepieciešamas inženierim, parasti ir atkarīgas no nozares, kurā viņš strādā. Pat elektrisko ķēžu teorija var nebūt nepiecišama personai, kura dizainē telekomunikāciju sistēmas, kuras izmanto jau gatavus izstrādātus dizaina elementus. Iespējams, ka vissvarīgākā elektriskā inženiera prasme ir atspoguļota universitāšu programmās, kuras uzsver matemātiskās, datora izmantošanas prasmes, kā arī spēju izprast tehnisko valodu un konceptus, kuri ir saistīti ar elektrisko inženēriju. Vairākumam inženieru tehniskais darbs aizņem tikai daļu no darba, ko viņš veic. Daudz laika inženieris pavada pie tādiem uzdevumiem, kā piedāvājuma diskutēšana ar klientu, budžeta sagatavošanas un projekta realizēšanas plāna izveidošanas. Daudzi pieredzējušie inženieri vada tehniķu komandas vai citus inženierus, tādēļ projekta vadīšanas prasmes ir nozīmīgas. Vairums inženierijas projekti iekļauj dažādas dokumentācijas formas, un tādēļ ir svarīgas spēcīgas komunigācijas prasmes caur rakstību.

## [izmainīt šo sadaļu] Apakšdisciplīnas

### [izmainīt šo sadaļu] Strāva

Strāvas inženierija nodarbojas ar elektrības ražošanu, pārsūtīšanu un izdalīšanu, kā arī ar attiecīgo iekārtu izstrādāšanu. Piemēram, transformātoriem, elektrības ģenerātoriem, elektriskajiem motoriem un strāvas elektronikai. Daudzviet pasaulē valstis uztur elektrisko tīklu, kurš savienu dažādus ģenerātorus vienā tīklā. Tīklā izmantotāji pērk elektrisko enerģiju no tīkla, tādejādi izvairoties no tā, ka pašiem būtu jāražo dārga.

### [izmainīt šo sadaļu] Elektronika

Elektronikas inženierija iekļauj elektrisko ķēžu dizainēšanu un testēšanu, kuras izmanto tādas detaļas, kā rezistorus, kapacitātorus, induktorus, diodes un tranzistorus, lai sasniegtu noteiktu funkcionalitāti. Piemēram, ķēdes, kuras palīdz radio lietotājam izfiltrēt vienu konkrēto rādio staciju. Pirms integrēto ķēžu izgudrošanas 1959.g., elektriskās ķēdes izgatavoja no atsevišķiem komponentiem, ar kurām cilvēks varēja rīkoties. Šīs elektriskās ķēdes aizņēma daudz vietas un patērēja daudz enerģijas un bija ierobežotas ātrumā, tomēra arī mūsdienās joprojam tās tiek bieži izmantotas. Pretstatā, integrētās ķēdas satur lielu skaitu, reizēm pat miljoniem, sīku elektrisku komponentu, galvenokāt tranzistorus, kuri ir sapakoti mazā čipā apmēram monētas izmērā. Tas deva iespēju jaudīgu datoru un citu elektrisku iekārtu radīšanai.

### [izmainīt šo sadaļu] Mikroelektronika

Mikroelektronika nodarbojas ar mazu elektronisku komponentu izgatavošanu priekš integrētām ķēdēm. Visplašāk izmantotā detaļa mikroelektronikā ir pusvadītājtranzistori, kau arī visas galvenās elektronikas detaļas (rezistori, kapacitātori, induktori) var izgatavot mikraskopiskā izmērā. Vairums detaļu veido noteiktā procesā, kurā sajauc silikonu ar citiem ātomiem, lai iegūtu vēlamo elektromegnētisko efektu. Tādēļ mikroelektronika iekļauj sevī nozīmīgu kvantu mehānikas un ķīmijas apjomu.

### [izmainīt šo sadaļu] Signālu apstrāde

Signālu apstrāde nodarbojas ar manipulēšanu ar signāliem un to analīzi. Signāli var būt vai nu analogi, kurā gadījumā signāls mainās nepārtraukti pēc informācijas, vai nu digitāli, kurā gadījumā signāls mainās pēc atsevišķu vērtību sērijām, kuras attēlo informāciju. Analogiem signāliem signālu apstrāde var iekļaut audio signāla pastiprināšanu un filtrēšanu priekš audio aparatūras, vai arī signāla modulāciju un demodulāciju priekš telekomunikācijām. Digitāliem signāliem signālu apstrāde var iekļaut digitālo signālu kompresiju, kļūdu pārbaudi un kļūdu noteikšanu.

### [izmainīt šo sadaļu] Telekomunikācijas

Telekomunikāciju inženierija koncentrējas uz informācijas pārsūtīšanu caur kanāliem tādiem, kā kabeļiem, optiskajām šķiedrām vai tušu telpu. Pārraide cauri tukšai telpai pierasa, lai informācija būtu iekodēti nesējvilnī, lai pārvietotu informāciju nesējfrekfencē, kura būtu piemērota pārraidei. Tā ir pazīsama kā modulācija. Poplāras analogās modulācijas tehnikas iekļauj apmlitūdas modulāciju un frekfences modulāciju. Modulācijas izvēle ietekmē sistēmas izmaksas un veikstpēju, tādēļ šie divi faktori ir inženierim rūpīgi jāsabalansē. Kad reiz pārraides sistēmas raksturs ir notikts, telekomunikāciju inženieris dizainē pārraidītāju un uztvērēju, kura ir nepieciešama sistēmai. Dažkārt abi ir sakombinēti vienā iekārtā, kuru mēdz saukt par raiduztvērēju. Pamata jautājums parraidītāja uzbūvē ir tā enerģijas patēriņš, kurš ir cieši saistīts ar signāla stiprumu. Ja raidītāja signāla stiprums nav pietiekošs, tad signāla informācija izkropļosies un būs signālā trokšņi.

### [izmainīt šo sadaļu] Mērierīču inženierija

Mērierīču inženierija nodarbojas ar tādu iekārtu dizainēšanu, kuras mēra fiziskus lielumus tādus, kā spiedienu, plūsmu un temperatūru. Šādu ierīču dizainēšana pieprasa labu izpratni fizikā, kura bieži sniedzas tālu aiz elektromagnētisma teorijas. Piemēram, radara pistoles izmanto Doplera efektu, lai mērītu tuvojošā transporta ātrumu. Bieži mērierīces netiek izmantotas atsevišķi, bet kā sensori lielākās sistēmās.

### [izmainīt šo sadaļu] Datorinženierija

Datorinženierija nodarbojas ar datoru un datorsistēmu dizainēšanu. Tas var sevī iekļaut jaunu datoru detaļu dizainēšanu, plaukstasdatoru dizainēšanu vai datoru izmantošanu industriālu iekārtu kontrolei. Datorinženieri var arī strādāt pie sistēmas programmām. Tomēr ar sarežģītu datorprogrammu sistēmu dizainēšanu parasti nodarbojas programmu inženierija, kura parasti tiek uzskatīta par atsevišķu nozari. Galdadatori pārstāv tikai mazu daļu no iekārtām, pie kurām datorinženieries var strādāt, jo datoram līdzīgu uzbūvi var mūsdienās atrast plašā ierīču lokā, iekļaujot videospēļu konsoles un DVD pleijerus.

## [izmainīt šo sadaļu] Saistītās disciplīnas

Mehatronika ir inženierijas nozare, kura nodarbojas ar elektrisku un mehānisku sistēmu sapludināšanu. Šādas kombinētas sistēmas ir zināmas kā elektromehāniskas sistēmas, un tām ir plašs pielietojums. Piemēram, automatizētas ražošanas sistēmas, sildīšanas, ventilācijas sistēmas un dažādas aviācijas un automašīnu apakšsistēmas. Termins mehatronika parasti tiek izmantots, lai atsauktos uz lielām sistēmām, bet futūristi ir paredzējuši ļoti mazu elektromehānisku sistēmu parādīšanos. Jau tagad šādas sistēmas eksistē, kuras ir zināmas kā mikroelektromehāniskas sitēmas (MEMS- micro electromehanical systems) un tiek izmantotas automobīļos, lai pateiktu gaisa spilvenam, kad aktivizēties, digitālos projektoros, lai padarītu bildi asāku, tintes printeros, lai izgatavotu printera galviņas, kuras spētu izprintēt augstas izšķirtspējas bildes. Tiek cerēts, ka nākotnē MEMS palīdzēs uzbūvēt mikraskopiskas, implantējamas medicīniskās iekārtas un uzlabos optiskās komunikācijas. Biomedicīniskā inženierija ir vēl viena saistīta nozare, kura nodarbojas ar medicīnisko ekipējumu.

Saturs iegūts no "http://lv.wikipedia.org../../../e/l/e/Elektrisk%C4%81_in%C5%BEenierija.html"

Kategorija: Inženierija

##### Views

- Raksts
- Diskusija
- Pašreizējā versija

##### Meklēt