هل الهندسة الكهربائية صعبة؟
ما هي الهندسة الكهربائية؟
الهندسة الكهربائية هي فرع من فروع الهندسة التي تتعامل مع تصميم وتطوير وتطبيق الأنظمة والأجهزة والتقنيات الكهربائية. يعمل مهندسو الكهرباء على مجموعة متنوعة من المشاريع، مثل توليد الطاقة وتوزيعها، وشبكات الاتصالات، والدوائر الإلكترونية، والروبوتات، والأجهزة الطبية الحيوية، ومصادر الطاقة المتجددة. الهندسة الكهربائية هي واحدة من أقدم التخصصات الهندسية وأوسعها نطاقاً، وتتطلب خلفية قوية في الرياضيات والفيزياء وعلوم الكمبيوتر.
ما هي الموضوعات في الهندسة الكهربائية؟
ستجد أثناء تقدمك في الهندسة الكهربائية، أن بعض الطلاب لديهم قابلية لمواضيع معينة وضعف في مواضيع أخرى. قد يكون العثور على الموضوع المناسب للتخصص فيه تحديًا في حد ذاته. وتتوقع هذه القائمة أن يكون الطالب قد وجد صعوبة في التفاضل والتكامل الأساسي والجبر الخطي من السهل نسبياً إلى المتوسط. تغطي الهندسة الكهربائية مجموعة واسعة من الموضوعات، مثل:
الحقل | الوصف | الصعوبة | ما تحتاج إليه لتحقيق النجاح |
الكهرومغناطيسية | دراسة التفاعل بين التيارات الكهربية والمجالات المغناطيسية، بما في ذلك معادلات ماكسويل، والموجات الكهرومغناطيسية، والهوائيات، وخطوط النقل | التحدي | الفيزياء وحساب التفاضل والتكامل والمعادلات التفاضلية |
تحليل الدائرة | دراسة سلوك وخصائص الدوائر الكهربائية، بما في ذلك المقاومات، والمكثفات، والمحاثات، والصمامات الثنائية (الدايودات)، والترانزستورات، ومضخمات التشغيل. | متوسط | الفيزياء، حساب التفاضل والتكامل |
الإشارات والأنظمة | دراسة تمثيل الإشارات والأنظمة وتحليلها ومعالجتها، مثل متسلسلة فورييه وتحويلات لابلاس و Z، والتلافيف، وأخذ العينات، والترشيح، والتشكيل. | التحدي | التفاضل والتكامل، المعادلات التفاضلية، الجبر الخطي |
الإلكترونيات | دراسة تصميم وتشغيل الأجهزة والدوائر الإلكترونية مثل المضخمات والمذبذبات والبوابات المنطقية والمقلبات والعدادات والسجلات والمعالجات الدقيقة. | متوسط | الفيزياء، وتحليل الدوائر، وحساب التفاضل والتكامل |
أنظمة الاتصالات | دراسة إرسال واستقبال المعلومات، مثل الاتصالات التناظرية والرقمية والتشكيل والترميز والتشفير والتشفير وتصحيح الأخطاء. | التحدي | الإشارات والأنظمة والاحتمالات والإحصاء |
أنظمة التحكم | دراسة تصميم وتحليل الأنظمة التي يمكنها تنظيم سلوكها الخاص، مثل التغذية الراجعة، والاستقرار، والموضع الجذري، والاستجابة الترددية، وأساليب فضاء الحالة. | صعب | التفاضل والتكامل، المعادلات التفاضلية، الجبر الخطي، الإشارات والأنظمة |
الطاقة المتجددة | دراسة مصادر الطاقة المتجددة وتحويلها وتكاملها، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة المائية والكتلة الحيوية وخلايا الوقود. | متوسط | الفيزياء والكيمياء والديناميكا الحرارية وتحليل الدوائر الكهربائية |
أنظمة الطاقة | دراسة توليد الطاقة الكهربائية ونقلها وتوزيعها واستهلاكها، مثل محطات توليد الطاقة والمحولات وخطوط النقل وتدفق الأحمال وتحليل الأعطال والحماية. | التحدي | تحليل الدوائر الكهربائية، الكهرومغناطيسية، الجبر الخطي |
الروبوتات | دراسة تصميم الروبوتات وبرمجتها والتحكم فيها، مثل علم الحركة والديناميكا وأجهزة الاستشعار والمشغلات والذكاء الاصطناعي. | صعب | حساب التفاضل والتكامل، الجبر الخطي، البرمجة، أنظمة التحكم |
الهندسة الطبية الحيوية | دراسة تطبيق مبادئ الهندسة الكهربائية على الطب وعلم الأحياء، مثل أجهزة الاستشعار الحيوية والأجهزة الحيوية والتصوير الطبي والهندسة العصبية. | التحدي | الأحياء، والكيمياء، والفيزياء، وحساب التفاضل والتكامل، وتحليل الدوائر الكهربائية |
ما مدى صعوبة الهندسة الكهربائية؟
الهندسة الكهربائية مجال صعب ومتطلب يتطلب الكثير من التفاني والإبداع ومهارات حل المشكلات. يتعين على طلاب الهندسة الكهربائية التعامل مع المفاهيم المعقدة والمجردة، والأدوات الرياضية والتحليلية الصارمة، والتقنيات سريعة التغير. وغالباً ما تُعتبر مقررات الهندسة الكهربائية من بين أصعب المقررات في مناهج الهندسة، وتتطلب الكثير من الوقت والجهد لإتقانها. يتعين على طلاب الهندسة الكهربائية التعامل مع عبء العمل الثقيل والمواعيد النهائية الضيقة والتوقعات العالية من أساتذتهم وأقرانهم. والهندسة الكهربائية ليست مجالاً لضعاف القلوب، بل هي مجال مناسب لأصحاب القلوب الضعيفة، ولكن لأصحاب الشغف والفضول والمرونة.
كم يمكنك أن تجني كمهندس كهربائي؟
تُعد الهندسة الكهربائية مهنة مجزية ومربحة توفر الكثير من الفرص والمزايا. وفقاً لمكتب إحصاءات العمل الأمريكي، بلغ متوسط الأجر السنوي للمهندسين الكهربائيين في عام 2019 $98,530، وهو أعلى بكثير من متوسط الأجر السنوي لجميع المهن البالغ $39,810. حصل أعلى 10$P4T من المهندسين الكهربائيين على أكثر من $P5TP5،880،880، بينما حصل أقل 10%P4T على أقل من $P5TP63،020. الأعلى أجراً الصناعات للمهندسين الكهربائيين كانت استخراج النفط والغاز، وتصنيع منتجات وأجزاء الطيران، وتصنيع الحواسيب والمعدات الطرفية، وخدمات البحث العلمي والتطوير، وأشباه الموصلات وغيرها من تصنيع المكونات الإلكترونية. كانت الولايات الأعلى أجراً للمهندسين الكهربائيين هي ألاسكا وكاليفورنيا ومقاطعة كولومبيا ونيو مكسيكو وماريلاند. من المتوقع أن ينمو الطلب على المهندسين الكهربائيين بمقدار 51 تيرابايت في الفترة من 2019 إلى 2029، وهو أسرع من المتوسط لجميع المهن. يمكن لمهندسي الكهرباء العثور على وظائف في مختلف القطاعات، مثل التصنيع والمرافق والاتصالات السلكية واللاسلكية والدفاع والرعاية الصحية والتعليم. يمكن لمهندسي الكهرباء أيضاً التقدم في حياتهم المهنية عن طريق الحصول على تراخيص مهنية وشهادات ودرجات علمية أو عن طريق بدء أعمالهم التجارية الخاصة أو شركاتهم الاستشارية.