گرایش های کارشناسی ارشد مهندسی برق
كارشناسی ارشد مهندسی برق در دانشگاه های ایران به شش گرایش كلی تقسیم می شود که عبارت اند از:
- مهندسی برق گرايش قدرت
- مهندسی برق گرايش پزشکی(بیوالکتریک)
- مهندسی برق گرايش مخابرات
- مهندسی برق گرايش کنترل
- مهندسی برق گرايش الکترونیک
- مهندسی برق گرايش مکاترونیک
گرایش قدرت:
این گرایش خود به چندین زیرگرایش تقسیم می شود.
در مبحث انتقال و توزیع، روش هاي مختلف انتقال برق اعم از کابلهاي هوایی و زیرزمینی، اصول مهندسی فشار قوي و حفاظت از سیستم هاي برقی و همچنین مدیریت شبکه و توزیع بهینه را مطالعه می کنند.
در مبحث حفاظت نیز انواع وسایل و تجهیزات حفاظتی که در مراحل مختلف تولید، توزیع، انتقال و مصرف انرژي،انسان ها و تاسیسات الکتریکی را در برابر حوادث مختلف محافظت می کنند.
یکی دیگر از شاخه هاي قدرت نیز ماشین هاي الکتریکی است که شامل ژنراتورها، ترانسفورماتورها و موتورهاي الکتریکی می شود که این شاخه از زمینه هاي مهم صنعتی و پژوهشی گرایش قدرت است.
و در آخر سیستم هاي قدرت که به بررسی تجزیه و تحلیل سیستم ها می پردازد. دانشجویان در این گرایش با انواع نیروگاه هاي آبی، گازي، سیکل ترکیبی و ... آشنا می شوند.
ماشینهای الکتریکی ۳، بررسی سیستمهای قدرت ، حفاظت سیستم، رله و حفاظت، اصول مهندسی عایق و فشار قوی، تولید و نیروگاه، طراحی و توسعه شبکه و مدیریت توزیع از اصلیترین دروس این گرایش میباشند و افرادی که در مقطع کارشناسی دروس زیر را مسلط بوده اند در این گرایش موفق خواهند بود
سیستم هاي قدرت:
این گرایش به بررسی، تجزیه و تحلیل سیستم های قدرت می پردازد. دانشجویان در این گرایش با انواع نیروگاه هاي آبی، گازي، سیکل ترکیبی و ... آشنا می شوند. این گرایش به کلیه مسائل مرتبط با تولید، انتقال، توزیع و تبدیل انرژی الکتریکی به شکل قابل استفاده توسط مصرفکنندگان، اختصاص دارد.
گرایش الکترونیک قدرت و ماشین های الکتریکی:
در این گرایش به طراحی و بهرهبرداری از تجهیزات الکترونیکی ویژه سیستمهای قدرت میپردازد. این تجهیزات باید با ولتاژ و جریانهای بالا سازگار باشند. در زمینه ماشین هاي الکتریکی نیز طراحی ژنراتورها، ترانسفورماتورها و موتورهاي الکتریکی ارایه می شود که این شاخه از زمینه هاي مهم صنعتی و پژوهشی گرایش قدرت است.
برنامه ریزی و مدیریت سیستم های انرژی:
پیشرفت سریع تکنولوژی و بکارگیری ادوات و سیستم های حساس کامپیوتری در تجهیزات صنعتی، نیاز به تأمین مطمئن، با کیفیت و قابل رقابت انرژی از یکطرف و استفاده از تولیدهای پراکنده و اتصال به شبکههای فرامرزی از طرف دیگر، سیستمهای کلاسیک قدرت را با مسائل پیچیده جدیدی نظیر سیستمهای جدید مدیریت در بازار برق، پایداری و امنیت شبکه به هم پیوسته، برنامهریزی، بهرهبرداری، کنترل بهینه شبکه، پایایی شبکه، کیفیت برق و برنامهریزی بهره برداری بر اساس برداشت اطلاعات بهنگام از تجهیزات فشار قوی، مواجه ساخته است .به منظور تأمین نیروی متخصص در زمینههای مختلف سیستمهای قدرت و انرژی، دانشجویان در این گرایش با مسائل مختلف بیان شده، آشنا میگردند.
سامانه های برقی حمل و نقل:
در این گرایش به بررسی سامانه های حمل و نقل برقی مانند ماشین های برقی میپردازد. در این گرایش دانشجویان با اصول اولیه طراحی سامانههای برق برای حمل و نقل شهری و برون شهری آشنا شده و در مسیر طراحی یک سامانه بهینه گام برخواهند داشت.
گرایش مهندسی پزشکی:
کاربرد این گرایش در کشورمان در حال حاضر محدود است و امید می رود که در سالهاي آتی با گسترش صنایع، ساخت ادوات مهندسی پزشکی مانند لوازم بیمارستانی، آزمایشگاهی و توان بخشی زمینه ي کاري را بیش از پیش براي متخصصین این گرایش فراهم آورند. در حال حاضر مهندسین این گرایش بیشتر در زمینه نصب و پشتیبانی دستگاه هاي حساس بیمارستانی و آزمایشگاهی و نیز ساخت محدود ادوات توان-بخشی مشغول به کارند.
گرایش مخابرات:
مخابرات، گرایشی از مهندسی برق است که در حوزه ارسال و دریافت اطلاعات از روش هاي موجی و مخابراتی فعالیت می کند. گرایش مخابرات با ارائه نظریه ها و مبانی لازم جهت ایجاد ارتباط بین دو یا چند کاربر، انجام عملی فرایندها را به طور بهینه ممکن می سازد.
مخابرات از دو گرایش عمده یعنی میدان و سیستم تشکیل می شود.
در گرایش میدان، مهندسان با مفاهیم میدان هاي مغناطیسی، امواج رادیوئی، امواج ماکروویو، آنتن و ... آشنا می شوند تا بتوانند مناسبترین وسیله را براي انتقال موجی از نقطه اي به نقطه دیگر پیدا کنند.
در گرایش سیستم، نیز مهندسان با طراحی فلیترهاي مختلف که می توانند امواج مزاحم شامل صوت یا پارازیت را از امواج اصلی تشخیص و آنها را حذف کرده و تنها امواج اصلی را از آنتن دریافت کنند به فعالیت می پردازند.
گرایش میدان:
مهندسان با مفاهیم میدان هاي مغناطیسی، امواج رادیوئی، امواج ماکروویو، آنتن و ... آشنا می شوند تا بتوانند مناسبترین وسیله را براي انتقال موجی از نقطه اي به نقطه دیگر پیدا کنند. در واقع در این گرایش هدف ساخت ادواتی است که طی آن بتوان ارسال ٬انتشار و دریافت امواج الکترومغناطیسی از طریق یک کانال مخابراتی در فرستنده و گیرنده، ارتباط مخابراتی را بوجود آورد. به عبارت دیگر، میتوان گفت مهندسین میدان بهطور عمده با جنبهٔ فیزیکی چگونگی انتقال امواج حاوی اطلاعات، از نقطهای به نقطهٔ دیگر روبهرو هستند. بدینترتیب مهندسی مخابرات میدان، رابطه زیادی با فیزیک کاربردی (در قسمت الکترومغناطیس) دارد.
گرایش سیستم:
در این گرایش مهندسین متمرکز بر ساخت سیستمهای مخابراتی هستند و با المانهای مداری و سطح پایین ارتباط کمتری خواهند داشت. در این گرایش هدف بر طراحی ی سیستم برای انتقال اطلاعات است و این کار به وسیله مدولاسیون های متفاوتی مکان پذیر است. در سطوح پایین تر نیز در این گرایش به طراحی سیستم های پردازشی سیگنال، فیلتر، ارتباطات نوری و ..... پرداخته میشود. یک مثال برای بیان فعالیت های این گرایش، طراحی فلیترهاي مختلف است که می توانند امواج مزاحم شامل صوت یا پارازیت را از امواج اصلی تشخیص و آنها را حذف کرده و تنها امواج اصلی را از آنتن دریافت کنند به فعالیت می پردازند. دانشجویان این گرایش نیازمند پایه ریاضی قوی هستند تا بتوانند فرایندها و قوانین حاکم بر سیستم را تحلیل بنماید.
گرایش مخابرات نوری:
در این گرایش هدف طرحی سیستم و لینکهای مخابراتی در حوزه نوری است. در واقع تفاوت این نوع ارتباط با ارتباطات مرسوم این است که مسیر انتقال و ارسال و دریافت اطلاعات امواج نوری هستند. به همین علت ما به لینک های نوری، گیرنده و فرستنده های نوری نیازمند هستیم. به همین علت نیاز به محاسبات و تحلیل های جدیدی در این حیطه وجود دارد که دانشجویان گرایش مخابرات نوری در طی تحصیل خود به این توانمندی دست می یابند.
مخابرات امن و رمز نگاری:
هدف از این گرایش، ایجاد امنیت و جلوگیری از نفوذهای غیر مجاز در سیستم مخابراتی است. امروزه با توجه به گسترش کاربردهای مبتنی بر فنآوری اطلاعات که بر بستر شبکهای کامپیوتری و اینترنت قرار میگیرد ضرورت وجود این رشته را شدیداً مورد توجه قرار داده است. از جمله مسایل مطرح در این گرایش میتوان به ایجاد امنیت در شبکه های مخابراتی، تضخیص و مقابله با نفود و تهدیدات سیستمهای ارتباطی، امن کردن اطلاعات موجود بر بستر شبکه، و در پایان اعمال روشهای ایمن سازی بر سیستمها و مدیریت سیستمها است.
شبکه های مخابراتی:
این گرایش به بررسی شبکه های مخابراتی و نحوه طراحی شبکه های مخابراتی و لینک های ارتباطی متمرکز است. هدف اصلی در این گرایش ایجاد ارتباطات چندگانه بین شبکه های مخابراتی و کامپیوتری و مسیریابی های مخابراتی و سووچینگ بین آن ها می باشد. همچنین یکی از بخش های مهم این شبکه ها، شبکه های بدون سیم است که امروزه اهمیت ویژه ای پیدا کرده اند.
گرایش کنترل:
اگر بخواهیم یک تعریف کلی از کنترل ارائه دهیم، می توانیم بگوییم که هدف این علم، کنترل متغیرهاي اساسی سیستم که متغیرهاي خروجی می تواند تنها بخشی از این متغیرها باشد بر مبناي برخی ملاکهاي مطلوب می باشد.
این ملاكها می تواند شامل سرعت، زمان، مصرف سوخت و... باشد. به عنوان یک مثال ساده میتوان کنترل زمان اوجگیري یک هواپیماي جنگنده را در نظر گرفت. زاویه پره ها، میزان سوخت تزریقی و سایر متغیرهاي تاثیرگذار بایستی با روشهاي ریاضی محاسبه شده تا بتوان به خوبی این زمان را کاهش داد.
به کمک این علم می توان به عملکرد بهینه سیستم هاي پویا، بهبود کیفیت و ارزان تر شدن فرآورد ههاي تولیدي،گسترش میزان تولید، ماشینی کردن بسیاري از عملیات تکراري و خسته کننده دستی و نظایر آن دست یافت. هدف سیستم کنترل عبارت است از کنترل خروجی ها به روش معین به کمک ورودي ها از طریق اجزاي سیستم کنترل که می تواند شامل اجزاي الکتریکی، مکانیکی و شیمیایی به تناسب نوع سیستم کنترل باشد. یکی از مفاهیم پرکاربرد در این رشته، مفهوم پسخورد (فیدبک) می باشد. پسخورد در واقع اندازه گیري متغیرهاي خروجی و استفاده از این متغیرهاي اندازه گیري شده در اعمال ورودي به سیستم می باشد. با استفاده از سیستمهاي داراي پسخورد می توان بسیاري از فرآیندهاي صنعتی را به صورت خودکار کنترل کرد. اتوماسیون صنعتی بخشی از رشته مهندسي کنترل می باشد که بر پایه سیستمهاي فیدبکدار توانسته است صنعت مدرنی را پایه گذاري کند.
گفتنی است که گرایش کنترل داراي زیر بخش هاي متنوعی مانند کنترل خطی، کنترل غیرخطی، مقاوم، تطبیقی، دیجیتالی، فازي و غیره است.
گرایش الکترونیک:
مهندسی برق شاخه ي الکترونیک داراي گرایشهاي طراحی آنالوگ، مدارهاي دیجیتال، ادوات میکرو و نانوالکترونیک است.
طراحی آنالوگ، گرایشی است که در گذشته نه چندان دور به عنوان نمادي براي یک مهندس الکترونیک بوده است. به گونه اي که وقتی نامی از مهندس الکترونیک برده می شد، مدارات الکترونیکی آنالوگ شامل سلف، خازن، مقاومت و تقویت کننده هاي عملیاتی در ذهن تداعی می شد. امروزه این شاخه از مهندسی الکترونیک با حفظ کاربري خود در طراحی مدارهاي آنالوگ براي استفاده در وسایل خانگی، سیستم هاي ارتباطی و پروژه هاي عمدتاً تجاري به تدریج شاخص بودن خود را از دست می دهد.
مهندس برق در شاخه ي الکترونیک دیجیتال در کنار مهندسین مخابرات در انجام پروژه هاي طراحی ، مخابراتی و پیاده سازي بهینه ي طرح هاي مخابراتی نقش عمده اي ایفا می کند. طراحی بردهاي بردهاي کنترلی با استفاده از میکروکنترلرهاي عمومی یا خاص از جمله فعالیت هایی است که در تخصص این گرایش است. علاوه بر کاربردهاي نظامی، با توجه به دیجیتالی شدن اکثر وسایلی که به صورت روزمره با آن ها سروکار داریم، نیاز ویژه اي در کشور به مهندسین توانا در این زمینه دیده مي شود. گرایش ادوات میکرو – نانو الکترونیک از گرایش هاي نو ظهور است که بحث هاي آن در مرزهاي دانش واقع است. بیشتر فعالیتها در این زمینه در کشور جنبه ي تحقیقاتی دارد و از اهداف تاسیس چنین گرایشی در کشور نیز رشد علمی و پرورش نسلی از دانشمندان متخصص در زمینه ي تکنولوژي هاي نانو است. این گرایش در حال حاضر در برخی دانشگاه هاي مطرح کشور از جمله دانشگاه شریف و دانشگاه تهران ارائه می شود و فعالیت هاي تحقیقاتی آن به آزمایشگا ههاي موجود در این دانشگاه ها محدود است.
مهندسی برق شاخه ي الکترونیک داراي گرایشهاي طراحی مدارات مجتمع خطی، سیستمهای الکترونیک دیجیتال، افزاره های میکرو و نانوالکترونیک است.
طراحی مدارات مجتمع خطی :
امروزه عمده ترین کاربردهای این گرایش مربوط به طراحی آی سی های فرکانس بالا، سنسورها و مدارات بسیار فشرده برای کاربردهای پزشکی است. معمولا دانشجوهایی که در دوره کارشناسی در دروس الکترونیک 1و2و3 موفق بوده اند میتوانند به پیشرفت در این گرایش بسیار امیدوار باشند.
سیستمهای الکترونیک دیجیتال:
برتري ویژه سیستم هاي دیجیتال بر آنالوگ، امروزه باعث شده تمایل بسیاري براي طراحی بر پایه سیستم هاي دیجیتال به وجود آید و اگر این عصر را عصر دیجیتال بگوییم، سخنی به گزافه نگفته ایم. مهندس برق در شاخه ي الکترونیک دیجیتال در کنار مهندسین مخابرات در انجام پروژه هاي طراحی ، مخابراتی و پیاده سازي بهینه ي طرح هاي مخابراتی نقش عمده اي ایفا می کند. طراحی بردهاي بردهاي کنترلی با استفاده از میکروکنترلرهاي عمومی یا خاص از جمله فعالیت هایی است که در تخصص این گرایش است. علاوه بر کاربردهاي نظامی، با توجه به دیجیتالی شدن اکثر وسایلی که به صورت روزمره با آن ها سروکار داریم، نیاز ویژه اي در کشور به مهندسین توانا در این زمینه دیده مي شود. دانشجویانی که در دوره کارشناسی درسهایی مانند میکروکنترلرها و یا مدارات فوق فشرده VLSI و یا برنامه نویسی VHDL توانمند بوده باشند، در این گرایش موفق خواهند بود.
افزاره های میکرو و نانوالکترونیک:
این گرایش یکی از گرایش هاي نو ظهور است که بحث هاي آن در مرزهاي دانش واقع است. بیشتر فعالیتها در این زمینه در کشور جنبه ي تحقیقاتی دارد و از اهداف تاسیس چنین گرایشی در کشور نیز رشد علمی و پرورش نسلی از دانشمندان متخصص در زمینه ي تکنولوژي هاي نانو است. و هدف اصلی آن طراحی افزارههایی مانند ترانزیستورهایی با مشخصات خاص و یا سنسورهایی در تکنولوژی نانو و یا افزارههای میکرومکانیکال MEMS، هستند. سوی دیگر این گرایش کاربرهای الکترونیک نوری و ساخت ادواتی برای طراحی های نوری هست مانند ترانزیستورهای نوری. این گرایش برای افرادی که در مقطع کارشناسی درس فیزیک الکترونیک را با علاقه بیشتری مطالعه کرده باشند، توصیه می گردد.
گرایش مکاترونیک:
مکاترونیک (یا مهندسی مکانیک و الکترونیک) تلفیق سه رشتهٔ مهندسی مکانیک، مهندسی الکترونیک و مهندسی کامپیوتر است. این رشته سعی بر آن دارد تا نگاهی یکپارچه به سیستم هاي تشکیل شده از اجزاي مکانیکی -الکترونیکی - کنترلی و نرم افزار داشته باشد. واژهٔ مکاترونیک توجه را به علم مکانیک و الکترونیک جلب می کند.
رشتهٔ مکاترونیک از سال 1383 در دانشگاه هاي ایران تشکیل شده است. مانند بسیاري از نقاط جهان، سرفصل هاي یکسانی در دانشگاه ها اجرا نمی شود و رشتهٔ مکاترونیک توسط اساتید مکانیک، و در برخی دانشگاه ها توسط اساتید برق، مدیریت مي شوند. طبیعتا نوع نگاه به مواد درسی نیز با نگرش مدیر گروه هاي دانشگاه ها فرم ميپذیرد. دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات و دانشگاه آزاد قزوین اولین دانشگاه هاي ایران هستند که رشتهٔ مکاترونیک را دایر کرده اند.
