Bauingenieurwesen

Elektrotechnik und Elektronik | Typen & Fakten

Elektrotechnik und Elektronik , der Zweig der Technik befasst sich mit den praktischen Anwendungen derElektrizität in all ihren Formen, einschließlich der Elektronik . Die Elektrotechnik ist der Zweig der Elektrotechnik, der sich mit der Nutzung des elektromagnetischen Spektrums und der Anwendung elektronischer Geräte wie integrierter Schaltkreise und Transistoren befasst .

In der Ingenieurpraxis basiert die Unterscheidung zwischen Elektrotechnik und Elektronik üblicherweise auf der Vergleichsstärke der verwendeten elektrischen Ströme . In diesem Sinne ist die Elektrotechnik der Zweig mit „Starkstrom“ zu tun -Das ist, elektrisches Licht und Stromsysteme und Geräte-Elektronik während Technik befasst sich mit solchen „Lichtstrom“ Anwendungen wie Telefon und Radio - Kommunikation, Computer , Radar und automatische Steuerungssysteme .

Die Unterscheidung zwischen den Bereichen ist mit dem technischen Fortschritt weniger scharf geworden. Zum Beispiel wird in der Hochspannungs - Übertragung von elektrischer Energie sind, große Anordnungen von elektronischen Geräten verwendet , um Übertragungsleitungs wandeln Strom bei Leistungspegeln in zweistelligem Megawatt. Darüber hinaus werden bei der Regulierung und Steuerung von miteinander verbundenen Stromversorgungssystemen elektronische Computer verwendet, um Anforderungen viel schneller und genauer zu berechnen, als dies mit manuellen Verfahren möglich ist.

Geschichte

Bereits im 17. Jahrhundert erregten elektrische Phänomene die Aufmerksamkeit europäischer Denker. Zu den bemerkenswertesten Pionieren zählen Ludwig Wilhelm Gilbert und Georg Simon Ohm aus Deutschland , Hans Christian Ørsted aus Dänemark, André-Marie Ampère aus Frankreich, Alessandro Volta aus Italien, Joseph Henry aus den USA und Michael Faraday aus England. Man kann sagen, dass die Elektrotechnik 1864 als schottischer Physiker zu einer Disziplin geworden istJames Clerk Maxwell fasste die Grundgesetze der Elektrizität in mathematischer Form zusammen und zeigte, dass sich die Strahlung elektromagnetischer Energie mit Lichtgeschwindigkeit durch den Raum bewegt . Somit wurde gezeigt, dass Licht selbst eine elektromagnetische Welle ist , und Maxwell sagte voraus, dass solche Wellen künstlich erzeugt werden könnten. 1887 der deutsche PhysikerHeinrich Hertz erfüllte Maxwells Vorhersage, indem er experimentell Radiowellen erzeugte .

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Die erste praktische Anwendung von Elektrizität war der 1837 von Samuel FB Morse erfundene Telegraph . Der Bedarf an Elektrotechnikern wurde erst etwa 40 Jahre später durch die Erfindung des Telefons (1876) durch Alexander Graham Bell und der Glühlampe spürbar (1878) vonThomas A. Edison . Diese Geräte und Edisons erstes zentrales Kraftwerk in New York City (1882) führten zu einer großen Nachfrage nach Menschen, die für den Umgang mit Elektrizität ausgebildet wurden.

Die Entdeckung der thermionischen Emission oder der „Der Edison-Effekt “, ein Stromfluss durch das Vakuum einer seiner Lampen, war die erste Beobachtung des Stroms im Raum.Hendrik Antoon Lorentz aus den Niederlanden postulierte 1892 und 1897 die Elektronentheorie der elektrischen LadungJJ Thomson aus England zeigte, dass die thermionische Emission tatsächlich durch negativ geladene Teilchen (Elektronen) verursacht wurde. Dies führte zur Arbeit von Guglielmo Marconi aus Italien, Lee de Forest aus den USA und vielen anderen, die den Grundstein für die Funktechnik legten . 1930 wurde der Begriff Elektronik eingeführt, um das Radio und die industriellen Anwendungen von Elektronenröhren zu erfassen . Seit 1947, als der Transistor von John Bardeen , Walter H. Brattain und William B. Shockley erfunden wurde, Electronics Engineering wurde von den Anwendungen solcher elektronischen Festkörpervorrichtungen wie der Transistor, der dominiert Halbleiterdiode und der integrierten Schaltung .

Elektrotechnik und Elektronik

Forschung

Die von Elektro- und Elektronikingenieuren ausgeübten Funktionen umfassen (1) Grundlagenforschung in Physik , anderen Wissenschaften und angewandter Mathematik , um das auf dem Gebiet der Elektronik anwendbare Wissen zu erweitern , (2) angewandte Forschung auf der Grundlage der Ergebnisse der Grundlagenforschung und an Entdeckung neuer Anwendungen und Funktionsprinzipien, (3) Entwicklung neuer Materialien, Geräte, Baugruppen und Systeme, die für bestehende oder vorgeschlagene Produktlinien geeignet sind, (4) Design von Geräten, Ausrüstungen und Systemen für die Herstellung, (5) Feldtests von Geräten und Systemen, (6) Festlegung von Qualitätskontrollstandards, die bei der Herstellung zu beachten sind, (7) Überwachung der Herstellung und Produktionsprüfung, (8) Bewertung der Nachproduktion von Leistung, Wartung und Reparatur und (9) Engineering-Management oder die Richtung von Forschung, Entwicklung, Engineering, Herstellung sowie Marketing und Vertrieb.

Beratung

Die rasche Verbreitung neuer Entdeckungen, Produkte und Märkte in der Elektro- und Elektronikindustrie hat es den Arbeitnehmern vor Ort erschwert, das für die Verwaltung ihrer Aktivitäten erforderliche Kompetenzspektrum aufrechtzuerhalten. Beratende Ingenieure, die auf neue Bereiche spezialisiert sind, werden eingesetzt, um Maßnahmen zu studieren und zu empfehlen.

Der für diese Funktionen erforderliche Bildungshintergrund ist in der Grundlagenforschung und angewandten Forschung tendenziell am höchsten. In den meisten großen Labors ist eine Promotion in Naturwissenschaften oder Ingenieurwissenschaften erforderlich, um Führungsrollen zu übernehmen. Die meisten Positionen in Design, Produktentwicklung und Überwachung der Herstellung und Qualitätskontrolle erfordern einen Master-Abschluss . In den für moderne Elektronik typischen Hochtechnologiebranchen ist ein technischer Hintergrund auf mindestens dem Bachelor-Niveau erforderlich, um Wettbewerbsfaktoren in der Verkaufstechnik zu bewerten und die Marketingstrategie zu steuern.

Branchen der Elektrotechnik und Elektronik

The largest of the specialized branches of electrical engineering, the branch concerned with the electronic computer, was introduced during World War II. The field of computer science and engineering has attracted members of several disciplines outside electronics, notably logicians, linguists, and applied mathematicians.

Another very large field is that concerned with electric light and power and their applications. Specialities within the field include the design, manufacture, and use of turbines, generators, transmission lines, transformers, motors, lighting systems, and appliances.

A third major field is that of communications, which comprises not only telephony but also satellite communications and the transmission of voice and data by laser signals through optical-fibre networks. The communication of digital data among computers connected by wire, microwave, and satellite circuits is now a major enterprise that has built a strong bond between computer and communications specialists.

The applications of electricity and electronics to other fields of science have expanded since World War II. Among the sciences represented are medicine, biology, oceanography, geoscience, nuclear science, laser physics, sonics and ultrasonics, and acoustics. Theoretical specialties within electronics include circuit theory, information theory, radio-wave propagation, and microwave theory.

Eine weitere wichtige Spezialität betrifft Verbesserungen bei Materialien und Komponenten, die in der Elektro- und Elektroniktechnik verwendet werden, wie leitfähige, magnetische und isolierende Materialien sowie die in Festkörperbauelementen verwendeten Halbleiter . Einer der aktivsten Bereiche ist die Entwicklung neuer elektronischer Geräte, insbesondere der integrierten Schaltkreise, die in Computern und anderen digitalen Systemen verwendet werden.

Die Entwicklung elektronischer Systeme - Geräte für Verbraucher wie Radios , Fernsehgeräte , Stereoanlagen, Videospiele und Heimcomputer - beschäftigt eine große Anzahl von Ingenieuren. Ein weiteres Gebiet ist die Anwendung von Computern und Funksystemen auf Automobile , Schiffe und andere Fahrzeuge. Das Gebiet der elektronischen Systeme für die Luft- und Raumfahrt umfasst Navigationshilfen für Flugzeuge , Autopiloten, Höhenmesser und Radar für die Verkehrskontrolle , Blindlandung und Kollisionsverhütung. Viele dieser Geräte werden auch häufig in der Schifffahrt eingesetzt.