أصبحت الهندسة الكهربائية شائعة في أواخر القرن التاسع عشر ، لكن بداية ظهور الهندسة الكهربائية كانت في أوائل القرن السابع عشر أو أواخر القرن السادس عشر.
يعد ويليام جيلبرت أول مهندس كهربائي في التاريخ ، منذ أن اخترع آلة للتعرف على أجسام الشحنات الكهربائية الساكنة ، وتمكن من التفريق بين المغناطيسية الساكنة والكهرباء الساكنة.
في البداية ، كان كل شيء في الهندسة الكهربائية يتعلق بالشحن ، ولكن في عصر توماس إديسون وفيرنر فون سيمنز ، انفصلت الهندسة الكهربائية عن الفيزياء.
في عام 1752 ، اخترع بنجامين فرانكلين مانعة الصواعق ، وارتقى بدرجة عالية في مجال الهندسة الكهربائية ، ونشر نتائج تجاربه العلمية بين عامي 1751 و 1753 ، تحت اسم التجارب والملاحظات على الكهرباء.
في عام 1800 ، تم تصنيع أول بطارية في التاريخ تحت اسم “عمود فولتا” بواسطة ألكسندر فولتا ، الذي تأثر بشكل كبير بتجربة أجراها لويجي جالفاني في عام 1792.
الهندسة الكهربائية منذ عام 1820
في عام 1820 ، حدد أندريه ماري أمبير الجهد الكهربائي والتيار الكهربائي ، وأثبت علميًا أن أي سلكين يمر عبرهما التيار يؤثران بشدة على بعضهما البعض ، بعد تكرار تجربة أجراها كريستيان أورستد.
يعتبر مايكل فاراداي أيضًا أحد أبرز الشخصيات في مجال الهندسة الكهربائية في التاريخ ، ومن خلال خبراته العديدة استطاع كليرك ماكسويل تقديم “معادلات ماكسويل” ، والتي تعتبر من أهم أساسيات الهندسة الكهربائية.
في عام 1866 ، حدث اختراع مذهل ، حيث اكتشف Werner von Siemens مبدأ الدينامو ، حتى يتمكن لاحقًا من صنع أو توليد الكهرباء في التاريخ ، وأصبحت الكهرباء وفيرة للاستخدام.
بعد عشر سنوات من مساهمة Werner von العظيم ، تمكن Thomas Edison من اختراع مصباح سلك الكربون ، وتغلغلت الكهرباء بعمق في المجتمع المدني بفضل هذا الاختراع في عام 1876.
في عام 1883 ، دخلت الهندسة الكهربائية مجال التعليم لأول مرة في التاريخ ، وذلك بفضل إيراسموس كيتلر ، الذي قدم مجال الهندسة الكهربائية في جامعة دارمشتات التقنية في ألمانيا.
كانت دراسة هذه المهنة في المدارس لمدة 4 سنوات ، تخرج بعدها بلقب مهندس كهرباء.
الاختراعات العظيمة التي صنعتها الهندسة الكهربائية للعالم
في عام 1884 ، تمكن هاينريش رودولف هيرتز من إثبات وجود الموجات الكهرومغناطيسية ومعادلات ماكسويل عمليًا ، وبذلك أصبح مؤسس علم إرسال الإشارات اللاسلكية ومؤسس هندسة الاتصالات.
في عام 1896 ، قام Guglielmo Marconi بتنشيط محطة إرسال لاسلكية ، بحيث أصبح “الراديو” عامًا في السوق حوالي عام 1900.
بعد ذلك تم تطوير الهندسة الكهربائية وصنع الصمام الثنائي والثلاثي ، مما أعطى المهندسين الكهربائيين القدرة على تقوية الإشارة بعد ذلك.
استمرت الثورة العلمية العظيمة التي أفادت العالم من مجال الهندسة الكهربائية في تطورها وإسهاماتها الخالدة في التاريخ حيث اخترع جون لوجي بيرد أول تلفزيون ميكانيكي بسيط للغاية في عام 1926.
اختراعات الهندسة الكهربائية منذ عام 1928
في عام 1928 ، تمكن من تصنيع أجهزة تلفزيون ملونة ، ليبدأ مباشرة في نفس العام أول بث تلفزيوني من لندن إلى نيويورك.
في عام 1931 ، صنع ألفريد فون جوردان أول تلفزيون كهربائي.
بعد ذلك ، استمرت المساهمات والاختراعات واحدة تلو الأخرى ، حتى ظهر الكمبيوتر لأول مرة في عام 1942 من قبل الألماني كونراد تزوز ، تحت اسم Z3.
في عام 1946 ظهر جهاز كمبيوتر آخر باسم ENIAC وتم تصنيعه بواسطة John Mowgli و John Eckert.
كان ظهور عصر الكمبيوتر بمثابة تغيير تاريخي شهده العالم بأسره وساهم في تطوير العديد من الشركات ، وعلى رأسها وكالة ناسا ، التي اعتمدت على أجهزة الكمبيوتر لدعم برنامج أبولو الخاص بهم.
بعد ذلك جاءت اختراعات مثل “الترانزستور” و “الروبوت الصناعي” التي تم استخدامها في العديد من المصانع في الستينيات ، مثل مصانع جنرال موتورز ، وغيرها من الأشياء التي لا تزال تُصنع حتى اليوم.
حقيقة أول هاتف في التاريخ
في عام 1860 ، ربما يكون فيليب رايس قد صنع أو صنع هاتفًا في التاريخ ، وكان ذلك في معهد غارنييه في فريدريشسدورف ، لكن اختراعه العظيم لم يحظ بالاهتمام الكافي في ذلك الوقت.
لذا عاد ألكسندر جراهام بيل واخترع هاتفًا في عام 1867 ، لكنه تمكن من تسويقه بشدة ، وأذهل الجميع بما فعله ، لذلك تم تخليد اسمه حتى يومنا هذا ، كونه أول من اخترع الهاتف ، ومعه تطور الوقت أصبح اختراعًا لا غنى عنه في جميع أنحاء العالم.
نظام تعليم الهندسة الكهربائية.
للحصول على لقب مهندس كهرباء يشترط الدراسة في الجامعة لمدة 5 سنوات ويختلف توزيع الخمس سنوات من دولة لأخرى ومن جامعة لأخرى.
بمعنى أن هناك بعض الجامعات كما هو الحال مع الجامعات العربية التي تبدأ في السنة الأولى تحت مسمى “الثانوية” ، وبعدها يكون التخصص في السنة الثانية والثالثة ، يليها سنتان أخريان. تخصص في قسم واحد. مثل الاتصالات أو الإلكترونيات أو الحوسبة ، إلخ.
في السنة الأولى لكلية الهندسة الكهربائية ، يتم تدريس كل شيء تعلمه الطالب بالفعل قبل المجموعة مع التركيز على الفيزياء والكيمياء والرياضيات.
ومع ذلك ، في غضون عامين من التخصص في الكهرباء ، يتم التركيز على جميع قوانين وأساسيات الكهرباء بشكل عام ، ومفاهيم الأجهزة المختلفة وكيفية عملها ، بينما في غضون عامين ، يتم التركيز على تخصص القسم في المفاهيم من كل تخصص على حدة.
بعد إكمال خمس سنوات من الكلية ، يتخرج الطالب بدرجة “البكالوريوس” ولديه تخصص مثل “مهندس اتصالات” أو “مهندس إلكترونيات” إلخ.
بعد هذه الفترة ، يمكن للفرد الذهاب إلى العمل أو مواصلة الدراسة من خلال “الدراسات العليا” ، ثم “الماجستير” ، ثم الأستاذية أو الدكتوراه في الهندسة الكهربائية.
تخصصات وفروع الهندسة الكهربائية
مع تطور العالم وتزايد الاحتياجات البشرية ، كان من الضروري أن تتطور فروع الهندسة الكهربائية وتزداد أيضًا. إليك فروع الهندسة الكهربائية:
تعتبر الهندسة الإلكترونية من أهم فروع الهندسة الكهربائية ، فهي تتعامل مع تطوير وتصنيع كافة المكونات الكهربائية مثل المكثف ، والصمام الثاني ، والصمام الثالث ، والترانزستورات ، والإلكترونيات الدقيقة ، وأشباه الموصلات ، والدوائر الكاملة.
هندسة الاتصالات بفضل هذا الفرع لدينا القدرة على استقبال وإرسال أي شيء ، من خلال الموجات الكهرومغناطيسية أو النبضات الكهربائية ، وظهور تقنية التشفير.
تهدف هندسة الاتصالات إلى الحفاظ على جميع البيانات أثناء عملية الإرسال والاستلام دون فقدان أي بيانات.
تخصص هندسة الطاقة في توزيع وإنتاج الطاقة الكهربائية للمستهلكين ، من خلال المولدات ومحطات الطاقة والمحولات الكهربائية التي تعتمد عليها دول العالم بهذا المعنى.
يستمر تخصص المهندسين الكهربائيين في تصميم وصيانة المولدات والمحولات ومحطات الطاقة.
أهم أقسام الهندسة الكهربائية.
هندسة المحركات فكرتها الرئيسية هي تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية من خلال بعض الآلات الكهربائية ، وتلعب الهندسة الإلكترونية دورًا مهمًا في صناعات هندسة المحركات.
هندسة الإشارات هي الفرع الذي يتعامل مع تغيير وتحليل الإشارات المختلفة ، حيث يوجد نوعان من الإشارات ، أولهما إشارات تمثيلية والثاني إشارات رقمية.
لمعالجة الإشارات ، ستحتاج إلى مهارات رياضية أعلى ، وتشمل معالجة الإشارات تطبيقات مختلفة مثل هندسة الصوت وهندسة الاتصالات والرادار والهندسة الطبية.
عادةً ما يتم تحويل الإشارات التناظرية إلى إشارات رقمية ، كما هو الحال في التلفزيون والراديو ، اعتمادًا على أجهزة الكمبيوتر ، والغرض الرئيسي من عملية تحويل الإشارة هو نقل الإشارات بين الأشخاص ، مثل مكالمة هاتفية.
لقد تطور هذا الفرع كثيرًا مما كان عليه في الأربعينيات من القرن الماضي ، عندما كانت معظم مكوناته في ذلك الوقت عبارة عن أدوات كهربائية ، ولكن الآن تفرعت العديد من فروعه ، مثل الصيانة والبرمجة والأنظمة ، الشبكات وأمور أخرى.
على الرغم من التطور الملحوظ في مجال هندسة الكمبيوتر ، إلا أنه لا يزال يحافظ على شكله التقليدي.
هندسة التحكم الآلي والأتمتة الصناعية يهدف هذا الفرع من الهندسة الكهربائية إلى تحويل خطوات العمل اليدوي إلى خطوات مستقلة.
تظهر أهميته الكبيرة في التحكم في أنظمة السيارات ومنعها من الانزلاق ودرجة حرارة الثلاجات وعدد دورات محركات الأجهزة المنزلية المختلفة.
الهندسة الكهربائية النظرية: يهتم هذا الجانب بتوصيل وتحليل النظريات والمعادلات الكهربائية ، على سبيل المثال ، التي تعد من أساسيات الكهرباء بشكل عام ، ونظرية الدائرة لتحليل حركة الدوائر.