ข้ามไปเนื้อหา

วิศวกรรมไฟฟ้า

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

วิศวกรรมไฟฟ้า (อังกฤษ: Electrical Engineering) เป็นสาขาที่ศึกษาทฤษฏีและการประยุกต์ใช้ ไฟฟ้า, คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ผู้ที่ประกอบวิชาชีพในสาขานี้เรียกว่า วิศวกรไฟฟ้า สาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟ้าเป็นสาขาที่กว้างประกอบไปด้วยหลายสาขาย่อย

ประวัติศาสตร์ วิวัฒนาการ และ บุคคลสำคัญ

[แก้]
ภาพแสดงโครงสร้างของ Versorium

ไฟฟ้าได้เป็นที่สนใจของนักวิทยาศาสตร์มาตั้งแต่ต้นทศวรรษที่ 17 วิศวกรไฟฟ้าคนแรกอาจจะเป็น วิลเลียม กิลเบิร์ต ผู้ที่ออกแบบ versorium: อุปกรณ์ที่ตรวจพบการปรากฏตัวของวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าสถิต เขายังเป็นคนแรกที่แยกความแตกต่างได้อย่างชัดเจนระหว่างอำนาจแม่เหล้กและไฟฟ้าสถิต และได้รับการยอมรับว่าเป็นคนที่ริเริ่มการใช้คำว่า "electricity" (ไฟฟ้าในภาษาอังกฤษ)[1]

เบนจามิน แฟรงคลิน

การค้นพบไฟฟ้าสถิตนั้นมีมาตั้งแต่ยุคกรีกโบราณ แต่จุดเริ่มของทฤษฎีทางไฟฟ้ายุคใหม่ นั้นนับเริ่มต้นจากผลงานของ เบนจามิน แฟรงคลิน ในการทดลองชักว่าวผ่านเมฆฝน ในปี ค.ศ. 1752 เพื่อเก็บประจุไฟฟ้าจากเมฆฝน และใช้ในการพิสูจน์ว่าฟ้าผ่านั้นเป็นกระแสไฟฟ้า เบนจามิน แฟรงคลิน (หรืออาจเป็น Ebenezer Kinnersley) นั้นได้สร้างแนวความคิดของประจุบวก และ ประจุลบ

งานของเบนจามิน แฟรงคลินนั้นเป็นจุดเริ่มต้นของการค้นพบที่สำคัญทางไฟฟ้าในยุคถัดมา ทั้ง ลุยจี กัลวานี, อาเลสซานโดร โวลตา, อ็องเดร-มารี อ็องแปร์, เกออร์ค ซีม็อน โอห์ม และ ไมเคิล ฟาราเดย์

เจมส์ เคลิร์ก แมกซ์เวลล์

โดยในปี ค.ศ. 1792 นั้น กัลวานี ได้ค้นพบกระแสไฟฟ้าในสิ่งมีชีวิต ซึ่งงานนี้ได้ทำให้วอลตานั้นสามารถประดิษฐ์ โวลตาอิกไพล์ (voltaic pile) ซึ่งเป็นต้นแบบของแบตเตอรีไฟฟ้า ได้ในปี ค.ศ. 1800 ต่อมาในปี ค.ศ. 1820 จากการสังเกตพบความสัมพันธ์ของไฟฟ้าและแม่เหล็กของแฮนส์ เครสแจน เออร์สเตด ในการทดลองที่กระแสไฟฟ้าวิ่งผ่านขดลวดสามารถเบนเข็มแม่เหล็กของเข็มทิศได้นั้น อองแปร์ได้ทำการศึกษาถึงความสัมพันธ์นี้และสร้างเป็น กฎของแอมแปร์ ความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้านั้นถูกค้นพบโดยโอห์มในปี ค.ศ. 1827 เรียกกฎของโอห์ม หลังจากนั้นในปี ค.ศ. 1831 ฟาราเดย์ได้ค้นพบความสัมพันธ์การเหนี่ยวนำของแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเป็นความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กและการกำเนิดกระแสไฟฟ้าในขดลวด ซึ่งรู้จักกันในนาม กฎการเหนี่ยวนำของฟาราเดย์ ในปี ค.ศ. 1864 เจมส์ เคลิร์ก แมกซ์เวลล์ ได้รวบรวมความสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กและไฟฟ้า ในรูปชุดของสมการทางคณิตศาสตร์ เรียกสมการของแมกซ์เวลล์ ซึ่งเป็นหัวใจของทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า (electromagnetic หรือ electrodynamic) ในปัจจุบัน และในปี 1873 เขาได้จัดพิมพ์ทฏษฎีไฟฟ้าและแม่เหล็กที่รวบรวมเป็นหนึ่งเดียวในหนังสือเรื่อง "ไฟฟ้าและแม่เหล็ก"[2]

ทอมัส เอดิสัน
นิโคลา เทสลา

ทั้ง ทอมัส เอดิสัน และ นิโคลา เทสลา นั้นนับได้ว่าเป็นบุคคลที่มีความสำคัญอย่างยิ่งในวิวัฒนาการของระบบไฟฟ้า เนื่องจากเป็นผู้ที่ริเริ่มการผลิตกระแสไฟฟ้าในเชิงพาณิชย์

ไฮน์ริช แฮทซ์

โดยเอดิสันนั้นได้พัฒนาระบบผลิตและจ่ายไฟฟ้า ซึ่งเป็นไฟฟ้ากระแสตรงในปี ค.ศ. 1880 ซึ่งต่อมา เทสลาได้พัฒนาระบบผลิตและจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับแบบหลายเฟส ขึ้นในปี ค.ศ. 1888 นอกจากนี้แล้วทั้งสองคนนี้ยังได้ประดิษฐ์อุปกรณ์ไฟฟ้าที่สำคัญอีกมากมาย

ไฮน์ริช แฮทซ์ นั้นเป็นผู้หนึ่งที่มีส่วนสำคัญในการพัฒนาสมการของแมกซ์เวลล์ให้สมบูรณ์ และเป็นบุคคลแรกที่ได้ทำการทดลองแสดงให้เห็นถึงการแผ่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า โดยได้สร้างเครื่องกำเนิดสัญญาณวิทยุ ซึ่งผลงานของเฮิรตซ์นี้ถือเป็นจุดเริ่มต้นของการสื่อสารด้วยคลื่นวิทยุ

ประวัติ การศึกษาวิศวกรรมไฟฟ้า ในประเทศไทย

[แก้]

การศึกษาในสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า เริ่มต้นที่ คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ในปี พ.ศ. 2476 คณะเริ่มเปิดสอนหลักสูตรปริญญาบัณฑิต ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า ได้รับความช่วยเหลือจากมูลนิธิร็อกเกอะเฟลเลอร์ โดยทางมูลนิธิ ได้ส่ง ดร.ชารล เอม.สัน. เกวอรฺต ชาวสวีเดน ซึ่งได้รับปริญญาวิศวกรรมศาสตรดุษฎีบัณฑิต สาขาวิศวกรรมไฟฟ้า จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ สหรัฐอเมริกา มาช่วยจัดหลักสูตรการสอน และเป็นหัวหน้าภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าไปด้วย ในปี พ.ศ. 2478 ก็มีผู้จบการศึกษาและเข้ารับพระราชทานปริญญาวิศวกรรมศาสตร์ สาขาวิศวกรรมไฟฟ้า เป็นครั้งแรก จำนวน 12 คน ซึ่งต่อมา มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ และมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตบางเขน และ ได้เปิดสอนหลักสูตรวิศวกรรมไฟฟ้าตามมาเป็นลำดับ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ได้เปิดหลักสูตรระดับปริญญาเอก เป็นแห่งแรกของประเทศไทย

สาขาย่อย

[แก้]

ถึงแม้ว่าวิศวกรรมไฟฟ้านั้นประกอบไปด้วยสาขามากมาย แต่ทุกสาขาจะมีจุดร่วมคือ จะมีความเกี่ยวพันกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า บางสาขานั้นจะมีการใช้งานสมการของแมกซ์เวลล์โดยตรง ในการทำงานเกี่ยวกับคลื่นวิทยุ บางสาขาก็ทำงานเกี่ยวกับการผลิตและส่งถ่ายพลังงานไฟฟ้า บางสาขาเกี่ยวกับการวิเคราะห์และจัดการกับสัญญาณไฟฟ้า ทั้งนี้จะรวมถึงแง่มุมต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นทฤษฎี การประยุกต์ใช้งาน และ อุปกรณ์ ที่เกี่ยวข้อง

ไฟฟ้ากำลัง

[แก้]

ไฟฟ้ากำลัง เป็นสาขาที่เกี่ยวข้องกับ การผลิต การส่ง และ การจ่ายพลังงานไฟฟ้า ซึ่งเกี่ยวข้องตั้งแต่โรงงานผลิตไฟฟ้า ส่งกำลังผ่านโครงข่ายสายส่งไฟฟ้า ไปยังผู้บริโภคทั้งที่เป็นอุตสาหกรรม แหล่งธุรกิจ และ บ้านเรือนที่พักอาศัย

สาขานี้จะเกี่ยวพันกับทั้ง โครงข่ายสายส่ง และอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ใช้ในการส่งกำลังไฟฟ้า ที่ศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าที่ศักย์ไฟฟ้าตามบ้านมาก ตั้งแต่หลายพันโวลต์ จนถึง หลายแสนโวลต์ และส่งกำลังหลายล้านวัตต์

ทุกวันนี้ สาขานี้ยังรวมไปถึงเศรษฐศาสตร์ ของไฟฟ้ากำลังอีกด้วย ทั้งการวิเคราะห์และคาดหมายปริมาณการบริโภคเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้า รูปแบบโครงสร้างเสรีในการซื้อขายกำลังไฟฟ้า

สื่อสาร/โทรคมนาคม

[แก้]

บทความหลัก: วิศวกรรมโทรคมนาคม

สาขานี้เป็นสาขาที่เกี่ยวพันโดยตรงกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จะเกี่ยวข้องกับการส่งข้อมูลในรูปสัญญาณจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งในรูปสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ไม่ว่าจะส่งผ่านสื่อตัวกลางซึ่งอยู่ในรูป สายตัวนำ หรือ สายใยแก้ว หรือ ผ่านอากาศในรูปคลื่นวิทยุ

ซึ่งนอกเหนือจากในแง่ทางกายภาพของอุปกรณ์รับส่ง และ สื่อตัวกลาง แล้วยังรวมถึงสถาปัตยกรรมของระบบสื่อสาร ทั้งในแง่โครงสร้างโดยรวมทางกายภาพของเครือข่าย และ สถาปัตยกรรมทางซอฟต์แวร์ เช่น โครงสร้างเครือข่ายระบบเซลลูลาร์ โครงสร้างเครือข่ายระบบสื่อสารผ่านดาวเทียม โครงสร้างเครือข่ายระบบสื่อสารด้วยใยแก้วแบบต่าง ๆ รวมถึงโพรโทคอล เทคโนโลยีการมัลติเพล็กซ์ และ การเข้ารหัสของช่องสัญญาณแบบต่าง ๆ

อิเล็กทรอนิกส์

[แก้]

บทความหลัก: วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์

สาขาย่อยอิเล็กทรอนิกส์นี้ เดิมทีเป็นสาขาที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบ และ ทดสอบวงจรไฟฟ้า ซึ่งสร้างจากอุปกรณ์ที่มีคุณสมบัติเฉพาะทางแม่เหล็กไฟฟ้า ตั้งแต่หลอดสุญญากาศ ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ขดลวดเหนี่ยวนำ จนถึง อุปกรณ์จากสารกึ่งตัวนำเช่น ไดโอด ทรานซิสเตอร์ และ อื่น ๆ เพื่อให้เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานตามจุดประสงค์ที่ต้องการ เช่น เป็นวงจรรับวิทยุ วงจรเครื่องขยายเสียง ถือเริ่มจากการประดิษฐ์หลอดสุญญากาศ Audion ในปี ค.ศ. 1907

ในปัจจุบันวงจรอิเล็กทรอนิกส์เป็นจำนวนมากนั้นจะอยู่ในรูป ที่เรียกว่า วงจรรวม (integrated circuit) ซึ่งวงจรทั้งหมดนั้นจะถูกสร้างอยู่บนแผ่นสารกึ่งตัวนำ เรียก ชิพ (chip) การออกแบบวงจรรวมนี้ นอกจากการออกแบบตัววงจรแล้ว ยังรวมไปถึงการแปลงแผนภูมิวงจร (schematic) ให้อยู่ในรูปแผนภูมิเพื่อการสร้างบนแผ่นสารกึ่งตัวนำ (layout) กระบวนการในการผลิต วงจรรวมก็เป็นสาขาย่อยหนึ่งที่สำคัญในปัจจุบัน เนื่องมาจากเทคโนโลยีในการผลิตนี้ (ดู photolithography) เป็นเทคโนโลยีที่ใช้ในการผลิตอุปกรณ์ในขนาดที่เล็กมากเป็น ไมโครเมตร หรือ นาโนเมตร

นอกจากนั้นเทคโนโลยีนี้ยังเกี่ยวข้องเทคโนโลยีร่วมระหว่างสาขาไฟฟ้าและ เครื่องกล คือ ไมโครเทคโนโลยี (MEMS) ซึ่งเป็นการออกแบบอุปกรณ์กลไกขนาดไมโครเมตร ในวงจรรวม

คอมพิวเตอร์

[แก้]

บทความหลัก: วิศวกรรมคอมพิวเตอร์

ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ถูกนำมาใช้ในสาขาที่หลากหลายเช่น ชีววิทยาคอมพิวเตอร์ และ ระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์

วิศวกรรมคอมพิวเตอร์เกี่ยวข้องกับการออกแบบ คอมพิวเตอร์ และ ระบบคอมพิวเตอร์ นี้อาจเกี่ยวข้องกับการออกแบบของ ฮาร์ดแวร์ ใหม่, การออกแบบ PDA แท็บเล็ตและ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ หรือการใช้คอมพิวเตอร์ในการควบคุมอุตสาหกรรมการผลิต ในโรงงานอุตสาหกรรม [3] วิศวกรคอมพิวเตอร์อาจจะทำงานกับ ซอฟต์แวร์ ของระบบอีกด้วย อย่างไรก็ตามการออกแบบระบบซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อนมักจะเป็นโดเมนของ วิศวกรรมซอฟต์แวร์ ซึ่งมักจะถือว่าเป็นสาขาแยก[4] คอมพิวเตอร์แบบตั้งโต๊ะ จะเป็นตัวแทนส่วนเล็ก ๆ ของอุปกรณ์ที่วิศวกรคอมพิวเตอร์อาจทำงานด้วย เนื่องจากสถาปัตยกรรมที่เหมือนคอมพิวเตอร์จะถูกพบในขณะนี้อยู่ในช่วงของอุปกรณ์ที่รวมทั้ง วิดีโอเกมคอนโซล และ เครื่องเล่น DVD

เครื่องมือ

[แก้]
เครื่องมือการบิน ช่วยให้นักบินมีเครื่องมือในการควบคุมอากาศยานด้านการวิเคราะห์

บทความหลัก: เครื่องมือวัด

วิศวกรรมเครื่องมือ เกี่ยวข้องกับการออกแบบอุปกรณ์เพื่อวัดปริมาณทางกายภาพเช่น ความดัน, การไหล และ อุณหภูมิ[5] การออกแบบเครื่องมือดังกล่าวต้องมีความเข้าใจเป็นอย่างดีด้าน ฟิสิกส์ ที่มักจะขยายเกิน ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น เครื่องมือการบิน ใช้วัดตัวแปรต่าง ๆ เช่น ความเร็วลม และ ระดับความสูง เพื่อช่วยนักบินสามารถควบคุมอากาศยานด้วยการวิเคราะห์ ในทำนองเดียวกัน คู่ควบความร้อน จะใช้ ผลของ Peltier-Seebeck เพื่อวัดอุณหภูมิที่แตกต่างระหว่างจุดสองจุด[6]

เครื่องมือมักจะใช้ไม่ได้ด้วยตัวเอง แต่มันจะทำหน้าที่เป็น ตัวรับรู้ ของระบบไฟฟ้าที่มีขนาดใหญ่แทน ยกตัวอย่างเช่นคู่ควบความร้อนอาจจะนำมาใช้เพื่อช่วยให้มั่นใจได้ว่าอุณหภูมิของเตาเผาจะยังคงที่[7] ด้วยเหตุนี้วิศวกรรมเครื่องมือมักจะถูกมองว่าเป็นเพื่อนร่วมงานกับวิศวกรรมควบคุม

ระบบควบคุม

[แก้]
Segway เป็นอีกหนึ่งตัวอย่างของการประยุกต์ใช้ทฎษฎีระบบควบคุม

บทความหลัก: ทฤษฎีระบบควบคุม

วิศวกรรมการวัดคุม เป็นสาขาที่เกี่ยวข้องกับทฤษฎี และ เทคโนโลยี ในการวิเคราะห์ และ ควบคุม พฤติกรรมของระบบต่าง ๆ ให้เป็นไปตามความต้องการ. ถึงแม้เทคโนโลยีระบบควบคุมนี้จะมีใช้อยู่อย่างกว้างขวาง ในอุปกรณ์ในชีวิตประจำวัน แต่มักจะเป็นส่วนที่อยู่เบื้องหลัง ไม่ได้เป็นที่สังเกตเห็นเด่นชัด เช่น อุปกรณ์ควบคุมระดับน้ำในถังชักโครก ระบบควบคุมอุณหภูมิเครื่องปรับอากาศ ระบบควบคุมมอเตอร์ของฮาร์ดดิสก์และเครื่องเล่นแผ่นซีดี ระบบควบคุมความเร็วรถยนต์ (Cruise control) ไปจนถึง ระบบควบคุมต่าง ๆ ในกระบวนการผลิตอุตสาหกรรม ระบบควบคุมการบิน และ อื่น ๆ อีกมากมาย

วิศวกรรมระบบควบคุม นี้จะเกี่ยวข้องกับการ วิเคราะห์ระบบ และ ออกแบบระบบควบคุม โดยมีพื้นฐานจากแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ของระบบ เครื่องมือวัด และ ตัวควบคุม การประยุกต์ใช้งานจริงนั้นจะประกอบจากการใช้เทคโนโลยีต่าง ๆ ของเครื่องมือวัด และ ตัวควบคุม ซึ่งโดยส่วนใหญ่ (แต่ไม่จำกัดเฉพาะ) จะเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้า เนื่องจากสามารถออกแบบให้มีการทำงานที่ซับซ้อนและขนาดเล็ก หรือใช้คอมพิวเตอร์ในการควบคุมที่ซับซ้อน

สาขาอื่น ๆ

[แก้]
เครื่องช่วยหายใจทารกของบริษัท Bird VIP

วิศวกรรมแมคคาทรอนิกส์และหุ่นยนต์ คือสาขาวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องกับการบรรจบกันของระบบไฟฟ้​​าและ เครื่องกล (Machine+Electronics) ระบบรวมดังกล่าวเรียกว่าระบบ ไฟฟ้าเครื่องกล (อังกฤษ: Electromechanics) และมีการยอมรับอย่างกว้างขวาง ตัวอย่างเช่น ระบบการผลิตอัตโนมัติ [8], heating, ventilation and air-conditioning systems[9] และระบบย่อยต่างๆของ อากาศยาน และ รถยนต์[10]

คำว่า mechatronics โดยปกติจะถูกใช้ในการอ้างถึงระบบ macroscopic แต่นักอนาคตศึกษาได้คาดการณ์การเกิดขึ้นของอุปกรณ์ไฟฟ้าเครื่องกลขนาดเล็กมาก อุปกรณ์ขนาดเล็กดังกล่าว ที่เรียกว่า ไมโครเทคโนโลยี (อังกฤษ: Microelectromechanical systems (MEMS)) ถูกนำมาใช้ในรถยนต์เพื่อบอก ถุงลมนิรภัย เมื่อไรมีการทำงาน[11] ใน เครื่องฉายภาพ เพื่อสร้างภาพที่คมชัดขึ้น และใน เครื่องพิมพ์แบบพ่นหมึก เพื่อสร้างหัวฉีดสำหรับการพิมพ์ความละเอียดสูง ในอนาคตมีการคาดหวังว่าอุปกรณ์ต่าง ๆ จะช่วยสร้างอุปกรณ์ทางการแพทย์ปลูกถ่ายขนาดเล็กและช่วยปรับปรุง การสื่อสารด้วยแสง (อังกฤษ: optical communication)[12]

วิศวกรรมชีวการแพทย์ เป็นอีกหนึ่งสาขาวิชาที่เกี่ยวข้อง มันเกี่ยวข้องกับการออกแบบของ เครื่องมือแพทย์ ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์อยู่กับที่เช่น เครื่องช่วยหายใจ, เครื่องสแกนเนอร์[13] และ จอภาพ ECG เช่นเดียวกับอุปกรณ์เคลื่อนที่เช่น ประสาทหูเทียม, เครื่องกระตุ้นหัวใจเทียม และ หัวใจเทียม

วิศวกรรมการบินและอวกาศ และ หุ่นยนต์ เป็นตัวอย่างล่าสุดของ การขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า และการขับเคลื่อนด้วยไอออน

นอกจากนี้แล้ววิศวกรรมไฟฟ้ายังอาจมีสาขาย่อยอื่น ๆ อีก เช่น

  • การประมวลผลสัญญาณดิจิทัล
  • ออปติค

วิศวกรฝึกฝน

[แก้]
วิศวกรไฟฟ้าชาวเบลเยียมกำลังตรวจสอบโรเตอร์ของกังหันขนาด 40,000 กิโลวัตต์ของ บริษัท General Electric ในนิวยอร์กซิตี้

ในหลายประเทศส่วนใหญ่ ปริญญาตรีในสาขาวิศวกรรมหมายถึงก้าวแรกสู่การรับรองเป็นมืออาชีพและตัวหลักสูตรปริญญาเองได้รับการรับรองโดยองค์กรวิชาชีพ[14] หลังจากเสร็จสิ้นการเรียนในหลักสูตรปริญญาที่ผ่านการรับรองแล้ว วิศวกรจะต้องตอบสนองความหลากหลายของข้อกำหนด (รวมถึงข้อกำหนดสำหรับประสบการณ์ในการทำงาน) ก่อนที่จะได้รับการรับรอง เมื่อได้รับการรับรองวิศวกรจะถูกกำหนดให้มีชื่อเป็นของวิศวกรอาชีพ (ในสหรัฐอเมริกา, แคนาดาและแอฟริกาใต้) วิศวกรชาร์เตอร์ดหรือ Incorporated วิศวกร (ในประเทศอินเดีย, ปากีสถาน, สหราชอาณาจักร, ไอร์แลนด์และซิมบับเว) วิศวกรชาร์เตอร์ดมืออาชีพ (ในประเทศออสเตรเลียและ นิวซีแลนด์) หรือวิศวกรยุโรป (มากในสหภาพยุโรป) หรือ ใบ ก.ว.

สำนักงานของบริษัท IEEE ตั้งอยู่บนชั้นที่ 17 หมายเลข 3 Park Avenue ในนิวยอร์กซิตี้

ข้อดีของการรับรองจะแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับสถานที่ตั้ง ยกตัวอย่างเช่นในประเทศสหรัฐอเมริกาและแคนาดา "วิศวกรที่ได้รับใบอนุญาตเท่านั้นที่อาจประทับตรางานด้านวิศวกรรมสำหรับลูกค้าภาครัฐและเอกชน"[15] ข้อกำหนดนี้ได้ถูกบังคับใช้โดยรัฐและสำนักกฎหมายในต่างจังหวัดเช่นพระราชบัญญัติวิศวกรควิเบก[16] ในประเทศอื่น ๆ ไม่มีการออกกฎหมายดังกล่าว ในทางปฏิบัติทุกหน่วยงานที่ให้ใบรับรองจะรักษาจรรยาบรรณที่พวกเขาคาดหวังว่าสมาชิกทุกคนจะปฏิบัติตามหรือต้องพบกับความเสี่ยงจากการถูกขับไล่[17] ด้วยวิธีนี้องค์กรเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการรักษามาตรฐานทางจริยธรรมสำหรับอาชีพ แม้ในเขตอำนาจศาลที่ใบรับรองมีผลเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีผลทางกฎหมายเลยกับการทำงาน วิศวกรก็ยังอยู่ภายใต้กฎหมายสัญญา ในกรณีที่การทำงานของวิศวกรล้มเหลว เขาหรือเธออาจมีความผิดฐานละเว้นด้วยความประมาทและในกรณีที่รุนแรงจะถูกข้อหาความผิดทางอาญาด้วยความประมาท การทำงานของวิศวกรยังต้องปฏิบัติตามกฎระเบียบอื่น ๆ อีกมากมายเช่นรหัสของอาคารและกฎที่เกี่ยวข้องกับกฎหมายสิ่งแวดล้อม

องค์กรวิชาชีพสำหรับวิศวกรไฟฟ้าได้แก่ สถาบันวิชาชีพวิศวกรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (IEEE) และสถาบันวิศวกรรมและเทคโนโลยี (IET) สถาบัน IEEE อ้างว่าได้ผลิต 30% ของวรรณกรรมในสาขาวิศวกรรมไฟฟ้าของโลก, มีสมาชิกมากกว่า 360,000 คนทั่วโลกและจัดการประชุมกว่า 3,000 ครั้งเป็นประจำทุกปี[18] ที่ IET เผยแพร่ 21 วารสาร มีสมาชิกทั่วโลกกว่า 150,000 คนและอ้างว่าเป็นสังคมวิชาชีพวิศวกรรมที่ใหญ่ที่สุดในยุโรป[19][20] ความล้าสมัยของทักษะทางเทคนิคสร้างความกังวลอย่างรุนแรงสำหรับวิศวกรไฟฟ้า เพราะฉะนั้น การเข้าเป็นสมาชิกและการมีส่วนร่วมในสังคมด้านเทคนิค, การทบทวนอย่างปกติของวารสารในสาขาและนิสัยของการเรียนรู้อย่างต่อเนื่องจึงเป็นสิ่งจำเป็นในการรักษาความเชี่ยวชาญ สมาชิกของ สถ​​าบันวิศวกรรมและเทคโนโลยี หรือ MIET จะได้รับการยอมรับในยุโรปว่าเป็นวิศวกรไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ (เทคโนโลยี)[21]

วิศวกรไฟฟ้าในประเทศออสเตรเลีย, แคนาดาและสหรัฐอเมริกามีส่วนประมาณ 0.25% ของแรงงาน

เครื่องมือและการทำงาน

[แก้]

จากระบบกำหนดตำแหน่งบนโลก (จีพีเอส) จนถึง การผลิตกระแสไฟฟ้า เก็บถาวร 2020-07-04 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน วิศวกรไฟฟ้ามีส่วนร่วมในการพัฒนาเทคโนโลยีที่หลากหลาย พวกเขาออกแบบ, พัฒนา, ทดสอบและการกำกับดูแลการติดตั้งใช้งานของระบบไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ตัวอย่างเช่นพวกเขาอาจทำงานในการออกแบบระบบการสื่อสารโทรคมนาคม, การดำเนินงานของโรงไฟฟ้า, ระบบไฟฟ้าแสงสว่าง และการเดินสายไฟของอาคาร การออกแบบของเครื่องใช้ในครัวเรือน หรือการควบคุมเครื่องจักรไฟฟ้าอุตสาหกรรม[22]

การสื่อสารผ่านดาวเทียม เป็นงานปกติของวิศวกรไฟฟ้า

พื้นฐานของสาขานี้คือวิทยาศาสตร์ของ ฟิสิกส์ และ คณิตศาสตร์ เนื่องจากวิชาเหล่านี้จะช่วยอธิบายทั้งเชิงปริมาณและคุณภาพของการทำงานของระบบดังกล่าว ในวันนี้งานด้านวิศวกรรมส่วนใหญ่จะเกี่ยวกับการใช้คอมพิวเตอร์และมันก็เป็นเรื่องธรรมดาที่จะใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ช่วยออกแบบ เมื่อออกแบบระบบไฟฟ้า อย่างไรก็ตามความสามารถในการร่างความคิดยังคงเป็นที่ทรงคุณค่าสำหรับการสื่อสารอย่างรวดเร็วกับผู้อื่น

ระบบมือหุ่นยนต์

แม้ว่าวิศวกรไฟฟ้าส่วนใหญ่จะเข้าใจ ทฤษฎีวงจร พื้นฐาน (นั่นคือการปฏิสัมพันธ์ขององค์ประกอบต่างๆเช่น ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ไดโอด ทรานซิสเตอร์ และ ตัวเหนี่ยวนำ ในวงจร) ทฤษฎีต่าง ๆ ที่วิศวกรนำมาใช้โดยทั่วไปจะขึ้นอยู่กับงานที่พวกเขาทำ ยกตัวอย่างเช่น กลศาสตร์ควอนตัม และ ฟิสิกส์ของโซลิดเสตท อาจเกี่ยวข้องกับวิศวกรที่ทำงานเกี่ยวกับ การสร้างวงจรรวมขนาดใหญ่มาก (อังกฤษ: Very Large Scale Integration) แต่จะไม่เกี่ยวข้องกันเลยกับวิศวกรที่ทำงานกับระบบไฟฟ้าแบบ macroscopic แม้แต่ ทฤษฎีวงจร อาจจะไม่เกี่ยวข้องกับการออกแบบระบบการสื่อสารโทรคมนาคมที่ใช้ชิ้นส่วนที่พบเห็นทั่วไป บางทีทักษะทางเทคนิคที่สำคัญที่สุดสำหรับวิศวกรไฟฟ้าอาจจะสะท้อนให้เห็นในโปรแกรมของมหาวิทยาลัยซึ่งเน้นทักษะที่แข็งแกร่งด้านตัวเลข ความรู้ด้านคอมพิวเตอร์และความสามารถในการเข้าใจภาษาทางเทคนิคและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับวิศวกรรมไฟฟ้า[23]

แสง เลเซอร์ ที่กำลังสะท้อนขึ้นลงไปตามแท่งอะคริลิค เป็นการแสดงการสะท้อนทั้งหมดของลำแสงภายใน ใยแก้วนำแสง แบบหลายโหมด

มีเครื่องมือหลากหลายที่วิศวกรไฟฟ้าจะต้องใช้ สำหรับวงจรควบคุมและการปลุกง่าย ๆ มัลติมิเตอร์ขั้นพื้นฐานอาจพอเพียงที่จะใช้วัดแรงดันไฟฟ้า, กระแสและความต้านทาน ในการศึกษาเกี่ยวกับสัญญาณที่แปรตามเวลา ออสซิโลสโคป ยังเป็นเครื่องมือที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ในด้าน วิศวกรรม RF และการสื่อสารโทรคมนาคมความถี่สูง, เครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม และ เครื่องวิเคราะห์เครือข่าย มีการใช้ ในบางสาขา การใช้เครื่องมืออาจสร้างความกังวลโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับความปลอดภัย ยกตัวอย่างเช่นนักออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ทางการแพทย์ที่จะต้องคำนึงถึงว่าแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าปกติอาจเป็นอันตรายได้เมื่อขั้วไฟฟ้ามีการติดต่อโดยตรงกับของเหลวภายในร่างกาย[24] นอกจากนี้วิศวกรรมการส่งกำลังไฟฟ้ายังมีความกังวลด้านความปลอดภัยอย่างสูงเนื่องจากแรงดันสูงที่ใช้ แม้ว่า โวลต์มิเตอร์ ในหลักการอาจจะคล้ายกับมิเตอร์แรงดันต่ำเทียบเท่าของพวกเขา ประเด็นด้านความปลอดภัยและการสอบเทียบทำให้พวกมันแตกต่างกันอย่างมาก[25] หลายสาขาวิชาของวิศวกรรมไฟฟ้ามีการทดสอบที่เฉพาะเจาะจงหลายด้านกับวินัยของพวกเขา วิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ด้านเสียงจะใช้ชุดทดสอบเสียงที่ประกอบด้วยเครื่องกำเนิดสัญญาณและมิเตอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการวัดระดับ และพารามิเตอร์อื่น ๆ เช่นความเพี้ยนและเสียงรบกวน ในทำนองเดียวกันเทคโนโลยีสารสนเทศมีชุดทดสอบของตัวเอง มักจะเฉพาะเจาะจงกับรูปแบบข้อมูลที่เฉพาะเจาะจง และการออกอากาศโทรทัศน์ก็เป็นแบบเดียวกัน

Radome ที่ฐานทัพอากาศมิซาวะ ปฏิบัติการรักษาความปลอดภัยศูนย์ Misawa ญี่ปุ่น

สำหรับวิศวกรจำนวนมาก งานด้านเทคนิคมีส่วนเพียงเศษเสี้ยวของงานที่พวกเขาทำเท่านั้น นอกจากนี้เวลาเป็นจำนวนมากยังอาจจะถูกใช้ในงานอื่นๆเช่นการพูดคุยเกี่ยวกับข้อเสนอกับลูกค้า, การจัดเตรียมงบประมาณและการกำหนดตารางเวลาของโครงการ[26] วิศวกรอาวุโสหลายคนบริหารทีมช่างหรือวิศวกรอื่น ๆ และด้วยเหตุนี้ทักษะการบริหารจัดการโครงการจึงมีความสำคัญ ส่วนใหญ่ของโครงการด้านวิศวกรรมจะเกี่ยวข้องกับรูปแบบของการทำเอกสารและทักษะการสื่อสารที่เป็นลายลักษณ์อักษรอย่างแข็งแรงจึงมีความสำคัญมาก

สถานที่ทำงานของวิศวกรก็เปลี่ยนแปลงไปตามประเภทของงานที่พวกเขาทำ วิศวกรไฟฟ้าอาจจะพบในสภาพแวดล้อมห้องปฏิบัติการที่เก่าแก่ของโรงงานผลิต, ที่สำนักงานของ บริษัทที่ปรึกษาหรือในสถานที่ทำเหมือง ตลอดช่วงชีวิตการทำงานของพวกเขา วิศวกรไฟฟ้าอาจพบตัวเองกำกับดูแลประชาชนหลายอาชีพ รวมทั้งนักวิทยาศาสตร์, ช่างไฟฟ้า นักเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์และวิศวกรอื่น ๆ[27]

วิศวกรรมไฟฟ้ามีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับนักวิทยาศาสตร์ด้านฟิสิกส์ ยกตัวอย่างเช่นนักฟิสิกส์ลอร์ด เคลวินมีบทบาทสำคัญในด้านวิศวกรรมของสายโทรเลขข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกเป็นครั้งแรก[28] ตรงกันข้ามวิศวกร Oliver Heaviside ได้ผลิตงานที่สำคัญในด้านคณิตศาสตร์ของการส่งสัญญาณผ่านสายเคเบิลโทรเลข[29] วิศวกรไฟฟ้ามักจะเป็นที่ต้องการในโครงการวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ ยกตัวอย่างเช่นเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่เช่น องค์การวิจัยนิวเคลียร์ยุโรป (อังกฤษ: European Organization for Nuclear Research; CERN; ฝรั่งเศส: Organisation européenne pour la recherche nucléaire) ต้องการวิศวกรไฟฟ้าให้จัดการกับหลาย ๆ ด้านของโครงการ: ตั้งแต่การกระจายกำลังไฟฟ้า จนถึงเครื่องมือวัด จนถึงการผลิตและการติดตั้ง แม่เหล็กไฟฟ้าตัวนำยิ่งยวด[30][31]

ดูเพิ่ม

[แก้]

อ้างอิง

[แก้]
  1. ↑ Martinsen & Grimnes 2011, p. 411.
  2. ↑ Lambourne 2010, p. 11.
  3. ↑ Obaidat, Denko & Woungang 2011, p. 9.
  4. ↑ Jalote 2006, p. 22.
  5. ↑ Grant & Bixley 2011, p. 159.
  6. ↑ Fredlund, Rahardjo & Fredlund 2012, p. 346.
  7. ↑ Manual on the Use of Thermocouples in Temperature Measurement. ASTM International. 1 January 1993. p. 154. ISBN 978-0-8031-1466-1.
  8. ↑ Mahalik 2003, p. 569.
  9. ↑ Leondes 2000, p. 199.
  10. ↑ Shetty & Kolk 2010, p. 36.
  11. ↑ Maluf & Williams 2004, p. 3.
  12. ↑ Iga & Kokubun 2010, p. 137.
  13. ↑ Dodds, Kumar & Veering 2014, p. 274.
  14. ↑ Occupational Outlook Handbook, 2008–2009. U S Department of Labor, Jist Works. 1 March 2008. p. 148. ISBN 978-1-59357-513-7.
  15. ↑ "Why Should You Get Licensed?". National Society of Professional Engineers. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 4 June 2005. สืบค้นเมื่อ 11 July 2005.
  16. ↑ "Engineers Act". Quebec Statutes and Regulations (CanLII). สืบค้นเมื่อ 24 July 2005.
  17. ↑ "Codes of Ethics and Conduct". Online Ethics Center. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2016-02-02. สืบค้นเมื่อ 24 July 2005.
  18. ↑ "About the IEEE". IEEE. สืบค้นเมื่อ 11 July 2005.
  19. ↑ "About the IET". The IET. สืบค้นเมื่อ 11 July 2005.
  20. ↑ "Journal and Magazines". The IET. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2007-08-24. สืบค้นเมื่อ 11 July 2005.
  21. ↑ "Electrical and Electronics Engineers, except Computer". Occupational Outlook Handbook. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 13 July 2005. สืบค้นเมื่อ 16 July 2005. (see here regarding copyright)
  22. ↑ "Electrical and Electronics Engineers, except Computer". Occupational Outlook Handbook. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 13 July 2005. สืบค้นเมื่อ 16 July 2005. (see Archive copy ที่ เวย์แบ็กแมชชีน.)
  23. ↑ Taylor 2008, p. 241.
  24. ↑ Leitgeb 2010.
  25. ↑ Naidu & Kamaraju 2009, p. 210
  26. ↑ Trevelyan, James; (2005). What Do Engineers Really Do?. University of Western Australia. (seminar with slides)
  27. ↑ McDavid & Echaore-McDavid 2009, p. 87.
  28. ↑ Huurdeman, pp. 95–96
  29. ↑ Huurdeman, p.90
  30. ↑ Schmidt, p.218
  31. ↑ Martini, p.179

แหล่งข้อมูลอื่น

[แก้]
Stub icon

บทความวิศวกรรมศาสตร์นี้ยังเป็นโครง คุณสามารถช่วยวิกิพีเดียได้โดยการเพิ่มเติมข้อมูล

เข้าถึงจาก "https://th.wikipedia.org/w/index.php?title=วิศวกรรมไฟฟ้า&oldid=11890562"