Ingeniaritza elektriko

Ingeniaritza elektrikoa (batzuetan ingeniaritza elektriko eta elektronikoa deitua) elektrizitatearen, elektronikaren eta elektromagnetismoaren ikerketa eta aplikazioetan aritzen den ingeniaritzaren diziplina profesionala da. Eremua hemeretzigarren mendearen azken urteetan identifikatu zen lehenengoz lanbide bat legez, telegrafo elektrikoaren eta energia elektrikoaren hornikuntzaren merkaturatzearekin batera. Gaur egun eremu horren barruan azpi-eremu batzuk daude kokatuta, energiaz, kontrol sistemez, elektronikaz eta telekomunikazioez arduratzen direnak barne.

Ingeniaritza elektronikoa ez da beti sartzen ingeniaritza elektrikoaren barruan. Biak bereizten direnean, ingeniaritza elektrikoa eskala handiko sistema elektrikoetako arazoez arduratzen dela esaten da, energia garraioarena eta motor kontrolarena lakoez; ingeniaritza elektronikoa eskala txikiko sistema elektronikoen azterketaz aritzen dena den bitartean, konputagailuena eta zirkuitu integratuena barne. Bien arteko ezberdintasunari begiratzeko beste modu bat hurrengoa da: gogoan izan ingeniari elektrikoek elektrizitatea energia garraiatzeko erabili ohi dutela, ingeniari elektronikoek elektrizitatea informazioa garraiatzeko erabiltzen duten bitartean.

Elektroteknia terminoa elektrizitate eta elektromagnetismoaren erabilpen praktikoaren azterketa izendatzeko erabiltzen da. Definizioz erabilpen praktiko guztiak batzen baditu ere, askotan argiztapenaren, robotikaren, eta, batez ere, motor elektrikoen azterketa izendatzeko erabiltzen da.

Historia

Elektrizitatearen garapenaren hastapenak 

Zientzialariek, gutxienez, 17. mendetik ikertu dute Elektrizitatea, baina 19. mendea arte ez ziren hasi indartzen arlo honetako ikerketak. Mende honetako aurrerabide esanguratsuenen artean Georg Ohm-en lana, 1827an korronte elektrikoaren eta potentzial diferentziaren arteko erlazioa eroale baten kuantifikatu zuena, Michael Faraday-ren indukzio elektromagnetikoaren aurkikuntza 1831an eta 1873an James Clerk Maxwell-ek bere Elektrizitatea eta Magnetismoa tratatuan argitaratu zuen elektrizitatearen eta magnetismoaren teoria bateratua daude.

Urte hauetan elektrizitatearen ikerketa neurri handian fisikaren azpi-eremu legez hartzen zen. Unibertsitateek 19. mendea arte ez zuten hasi eskaintzen titulu akademikoak ingeniaritza elektrikoan. Darmstadt Unibertsitate Teknologikoak sortu zuen ingeniaritza elektrikoaren lehenengo katedra eta fakultatea munduan, 1882an. 1883an Darmstadt Unibertsitate Teknologikoak eta Cornell Unibertsitateak eratu zuten ingeniaritza elektrikoa ikasteko munduko lehenengo kurtsoak eta 1885an London Unibertsitateko Kolegioak sortu zuen ingeniaritza elektrikoko lehenengo katedra Erresuma Batuan.Geroago Missouriko Unibertsitateak jarri zuen ingeniaritza elektrikoko lehenengo departamentua AEBetan 1886an.

Garai honetan lanak ikaragarri emendatu ziren eremuan. 1882an Edison-ek Manhattan-go berrogei eta hemeretzi bezerori 110 volteko korronte jarraitua hornitzen zien elektrizitatearen hornikuntzarako munduko lehenengo sare zabala abiarazi zuen. 1887an Nikola Tesla-k Korronte alterno legez ezagutzen den energia banatzeko beste era bati buruzko patente batzuk bete zituen. Hurrengo urteetan Tesla eta Edison-en arteko banaketa metodo egokienari buruzko leia min bat izan zen, "Korronteen guda" legez ezagutu zena.

Bien ahaleginei esker ingeniaritza elektrikoa asko aurreratu zen. —Tesla-ren lanak indukziozko motorretan eta sistema faseaniztunetan eragin handia izan zuen eremuan hurrengo urteetan, bitartean Edison-en lana telegrafian eta bere “stock ticker”raren garapena etekintsuak suertatu ziren azkenean General Electric izango zen bere konpainiarentzat. Hala ere, 19. mendearen amaierako hasi ziren sortzen ingeniaritza elektrikoaren aurreratzean funtsezkoak izango ziren beste pertsona ospetsuak.

Irrati elektronikaren sorkuntza 

1888an Heinrich Hertz izan zen gailu elektriko bat (txinparta-tarteko igorlea) erabiliz irrati uhinak detektatu eta igorri zituen lehenengo zientzialaria; 1895ean Alexander Popov-ek egin zuen 60 m-raino heldu zen hari bagako lehenengo igorpena; geroago Guglielmo Marconi-k 2.4 km-raino igortzea lortu zuen. John Fleming-ek asmatu zuen lehenengo irrati hodia, diodoa, 1904an. Urte bi beranduago, Robert von Lieben-ek eta Lee De Forest-ek, bakoitzak bere aldetik, triodo deitutako hodi anplifikatzailea garatu zuten. 1931ean, Manfred von Ardenne-ek katodo izpien hodia sortu zuen, telebista elektronikoaren garapenari bidea emateko erabakigarria izan zen teknologia abiatuz.

1920an Albert Hull-ek magnetroia garatu zuen, azkenean Percy Spencer-ek 1946an mikrouhin labea garatzea ahalbidetu zuena. 1934an militar ingelesak, Wimperis doktorearen gidaritzapean, hasi ziren urratsak egiten radarraren garapenean, Bawdsey-ko munduko lehenengo radar-gunea abian jarriz 1936ko abuztuan burutu zituztenak.

1941ean Konrad Zuse-k Z3a aurkeztu zuen, guztiz erabilgarria eta programagarria izan zen munduko lehenengo konputagailua. 1946an John Presper Eckert-en eta John Mauchly-ren ENIACa (Electronic Numerical Integrator and Computer-a) jarraitu zion, konputagailuen garaiari hasiera emanez. Kalkulu aritmetikoak egiteko makina hauen ahalmenaren laguntzaz ingeniariek teknologia guztiz berriak garatu zituzten eta helburu berriak lortu, Apollo misioak eta NASAren ilargiratzea barne.

1947an William B. Shockley-k, John Bardeen-ek eta Walter Brattain-ek transistorea asmatu zutenean gailu txikiagoak egiteko aukera zabaldu zen eta, horren ondorioz, 1958an Jack Kilby-k eta, nork bere aldetik, 1959an Robert Noyce-k zirkuitu integratua garatu zuten. 1968an Marcian Hoff-ek lehenengo mikroprozesadorea asmatu zuen Intel-en, horrela konputagailu pertsonalaren garapena ahalbidetuz. Egin zen lehenengo mikroprozesadorea 1971n garatutako 4 biteko Intel 4004 prozesadorea izan zen; hala ere, 1973ko 8 biteko Intel 8080 prozesagailuak ahalbidetu zuen lehenengo konputagailu pertsonala, Altair 8800-a, egitea.

Azpi eremuak 

Ingeniaritza elektrikoak azpi-eremu asko ditu, haien arteko hedatuenak paragrafo honen ondoren zerrendatzen dira. Azpi-eremu hauetako batean bakarrik lan egiten duten ingeniari elektrikoak izan arren , euretako askok azpi-eremu bat baino gehiagotan egiten du lan. Batzuetan azpi-eremu batzuk, adibidez ingeniaritza elektronikoa eta konputagailu ingeniaritza , eremu banandutzat hartzen dira.

Energia 

Ingeniaritza elektriko energetikoa elektrizitatearen sortzeaz, garraioaz eta banaketaz arduratzen da, baita haiekin zerikusia duten gailu batzuen diseinuaz. Gailu horien artean transformadoreak, sorgailu elektrikoak, motor elektrikoak eta energia handiko sistema elektronikoak daude. Munduko leku askotan, gobernuek elektrizitate sorgailu asko euren artean eta erabiltzaileen instalazioei lotuta mantentzen duen sare elektriko bat eraiki eta mantentzen dute. Erabiltzaileek sare elektrikotik hartzen dute energia elektrikoa, eurek era garestian hura sortzeko beharra saihestuz horrela. Ingeniari energetikoek bai sare elektrikoaren mantentzean eta bai sarera lotuta dauden sistema energetikoenetan egiten dute lan. Horrelako sistemek, sareko sistema energetikoak deituak, sar dezakete energia sare elektrikoan, bertatik energia har dezakete edo, aukeran, funtzio biak bete ahal dute. Ingeniari energetikoek sare elektrikora lotuta ez dauden sarez kanpoko sistema energetikoetan ere lan egin dezakete, batzuetan sarez kanpoko sistemak sarekoak baino egokiagoak dira eta.

Telekomunikazioak 

Telekomunikazio ingeniaritzaren ardura nagusia informazioaren helaraztea da; kable ardazkidearen, zuntz optikoaren edo espazio zabalaren moduko kanal baten zehar. Espazio zabalaren zehar bideratzeko, informazioa uhin garraiatzaile batean kodetu behar da, horrela informazioa bideratzeko egokia den garraiatzaile frekuentzia batean sartzeko; honi modulazioa deitzen zaio. Asko erabiltzen diren modulatzeko teknika analogikoen artean anplitude modulazioa eta maiztasun modulazioa daude. Modulatze moduaren hautaketak eragin handia du sistemaren kostu eta jardueran eta ingeniariek kontu handiz aztertu behar dute faktore bi horien arteko elkarreraginak.

Bideratze sistema baten karakteristikak behin finkatuta, telekomunikazio ingeniariek horren moduko sistemek behar dituzten igorgailuak eta hargailuak diseinatzen dituzte. Batzuetan aparatu mota bi hauek informazioa igorri eta hartzeko gauza den igorgailu-hargailu deitutako aparatu bakar batean batzen dira. Igorgailuen diseinuan garrantzi handikoak dira energia erabilera eta berarekin zerikusi handia duen seinalearen indarra. Igorgailu baten seinalearen indarra nahikoa ez bada seinalearen kalitatea txikitu eta informazioa gal daiteke inguruko zarataz.

Konputagailuak 

Konputagailu ingeniaritza konputagailu eta konputagailu sistemen diseinuaz arduratzen da; diseinu horiek hardware (aparatu) berri batena, PDA (personal digital assistant ingelesez) batena, industria planta bat kontrolatzeko konputagailu erabilera batena edo antzeko beste gauza batzuena izan daitezkeela. Konputagailu ingeniariek sistema baten softwarean ere lan egin ahal dute. Hala ere, software sistema konplexuen diseinua sarritan software ingeniaritzaren eginkizuna da, eta askotan ingeniaritzaren beste eremu legez hartzen da. Mahai gaineko konputagailu pertsonalarena konputagailu ingeniariek esku artean erabili ditzaketen gailuen kopuruarekin alderatuta ehuneko txikia da, gaur egun konputagailu moduko arkitekturak mota askotako gailuetan aurkitu ahal ditugu eta, esate baterako bideo kontsoletan eta DVD gailuetan.

Kanpo estekak 

Ingeniaritza elektrikoa
Ingeniaritza informatikoa