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.[1]

Automatismoak eta kontrola.liburua (UEU, 2014)[2]
Ingeniaritza elektrikoaren ekoizkinak gure inguruan daude. iPod-aren moduko tresnak ezinezkoak izango litzateke seinale prozesaketaren, elektronikaren eta mikroelektronikaren azken aurrerapenak gabe.

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.

Thomas Edison-ek eraiki zuen munduko lehenengo elektrizitatearen hornikuntzarako sare zabala

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.

Gutxik dakiten arren, Edith Clarke-k, Estatu Batuetako lehen emakume ingeniaria izan zenak, asmatu zuen Clarke transformatua, sare trifasikoen eta makina elektrikoen azterketan kalkuluak sinplifikatzeko hainbeste erabiltzen den transformatua. Sare elektrikoen sistema trifasikoen, eta geroago makina elektrikoen, azterketa egiteko beharrezkoak ziren kalkuluen sinplifikazioa ekarri zuen transformatu horrek.[3]

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.[4]

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.

Etorkizunari begira,

Garraio elektrikoa

Aurreikusten da hogei urte barru ibilgailu gehienak elektrikoak izango direla. Uste izatekoa da herriak eta hiriak atseginagoak bihurtuko direla horrela, zarata eta kea gutxituko direlako. Energiaren ikuspegitik trantsizio energetikorako ere lagungarria izan daiteke. Baina azpiegitura berriak eta hiriak egokitzea eskatuko ditu.  Kasurik sinpleenean, karga-puntuak ugaritzea eta elektrizitate-ekoizpena nabarmen handitzea. Eskutik datoz galdera asko: nola lortuko da beharko den elektrizitate guztia? Nondik eskuratuko ditugu bateriak sortzeko beharko diren lehengai preziatuak? Benetan jasangarriagoa al da garraio-mota hori?[5][6]

Autokontsumoa

Munduan aspaldidanik mahai gainean dagoen gaia da energia sortzeko erabiltzen ditugun ereduak aldatzeko beharra. Abiatu den trantsizio energetikoaren bidean, autokontsumo elektrikoak gero eta oihartzun handiagoa du. 2020an Espainiako estatuan onartutako araudi berriak aldaketa nabarmenak ekarri ditu autokontsumoaren inguruan. Autokudeaketan oinarritutako energia-eredu berri baterantz goaz.[7]

Erreferentziak
  1. Camblong Ruiz, Haritza; Barroso Moreno, Nora; Ezeiza Ramos, Aitzol. (2014). Automatismoak eta kontrola. UEU arg eta Elhuyar ISBN 978-84-8438-484-7. (Noiz kontsultatua: 2021-11-13).
  2. Camblong Ruiz, Haritza; Barroso Moreno, Nora; Ezeiza Ramos, Aitzol. (2014). Automatismoak eta kontrola. UEU arg eta Elhuyar ISBN 978-84-8438-484-7. (Noiz kontsultatua: 2021-11-13).
  3. Olea, Markel Fernandez Zubizarreta Iker Aretxabaleta Astoreka Endika Robles Perez Iñigo Kortabarria Iparragirre Unai Ugalde. (2021-05-09). «Edith Clarke: emakume baten ondarea zientzian» Zientzia.eus (Noiz kontsultatua: 2023-12-12).
  4. Lopez Ibarra, Jon Ander; Goitia Zabaleta, Nerea; Gaztañaga, Haizea; Camblong Ruiz, Haritza. (2019). Bateriaren Zahartzeaz Kontziente den Energiaren Kudeaketako Estrategiaren Sentsibilitate-Analisia. Ikergazte - Udako Euskal Unibertsitatea (Noiz kontsultatua: 2021-11-15).
  5. Gómez, Oihana Otaegi Madurga Gorka Hoyos Berastegi Arrate Alonso. (2020-03-01). «Garraio elektrikoa» Zientzia.eus (Noiz kontsultatua: 2023-12-12).
  6. Larrañaga, Iker Aretxabaleta Astoreka Endika Robles Perez Markel Fernandez Zubizarreta Iñigo Martínez de Alegría Mancisidor Jon Andreu. (2021-04-20). «Ibilgailu elektrikoaren joera: 2030a helburu» Zientzia.eus (Noiz kontsultatua: 2023-12-12).
  7. Itxaso Aranzabal, Julen Gómez, Iraide López, Unai Villena, Ander Zubiria. «Autokontsumo elektrikoa: autokudeaketan oinarritutako energia-eredu berri baterantz» Elhuyar (Elhuyar Fundazioa) 343: 74-78..

Bibliografia
  • Automatismoak eta kontrola. Camblong Ruiz, Haritza; Barroso Moreno, Nora; Ezeiza Ramos, Aitzol. (2014). UEU arg eta Elhuyar ISBN 978-84-8438-484-7.
  • Bateriaren Zahartzeaz Kontziente den Energiaren Kudeaketako Estrategiaren Sentsibilitate-Analisia. Lopez Ibarra, Jon Ander; Goitia Zabaleta, Nerea; Gaztañaga, Haizea; Camblong Ruiz, Haritza. (2019). Ikergazte - Udako Euskal Unibertsitatea
  • (Ingelesez) Abramson, Albert (1955). Electronic Motion Pictures: A History of the Television Camera. University of California Press.
  • (Ingelesez) Åström, K.J.; Murray, R.M. (2021). Feedback Systems: An Introduction for Scientists and Engineers, Second Edition. Princeton University Press. p. 108. ISBN 978-0-691-21347-7.
  • (Ingelesez) Bayoumi, Magdy A.; Swartzlander, Earl E. Jr. (31 October 1994). VLSI Signal Processing Technology. Springer. ISBN 978-0-7923-9490-7.
  • (Ingelesez) Bhushan, Bharat (1997). Micro/Nanotribology and Its Applications. Springer. ISBN 978-0-7923-4386-8.
  • (Ingelesez) Bissell, Chris (25 July 1996). Control Engineering, 2nd Edition. CRC Press. ISBN 978-0-412-57710-9.
  • (Ingelesez) Chandrasekhar, Thomas (1 December 2006). Analog Communication (Jntu). Tata McGraw-Hill Education. ISBN 978-0-07-064770-1.
  • (Ingelesez) Chaturvedi, Pradeep (1997). Sustainable Energy Supply in Asia: Proceedings of the International Conference, Asia Energy Vision 2020, Organised by the Indian Member Committee, World Energy Council Under the Institution of Engineers (India), During November 15–17, 1996 at New Delhi. Concept Publishing Company. ISBN 978-81-7022-631-4.
  • (Ingelesez) Dodds, Christopher; Kumar, Chandra; Veering, Bernadette (March 2014). Oxford Textbook of Anaesthesia for the Elderly Patient. Oxford University Press. ISBN 978-0-19-960499-9.
  • (Ingelesez) Fairman, Frederick Walker (11 June 1998). Linear Control Theory: The State Space Approach. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-97489-5.
  • (Ingelesez) Fredlund, D. G.; Rahardjo, H.; Fredlund, M. D. (30 July 2012). Unsaturated Soil Mechanics in Engineering Practice. Wiley. ISBN 978-1-118-28050-8.
  • (Ingelesez) Grant, Malcolm Alister; Bixley, Paul F (1 April 2011). Geothermal Reservoir Engineering. Academic Press. ISBN 978-0-12-383881-0.
  • (Ingelesez) Grigsby, Leonard L. (16 May 2012). Electric Power Generation, Transmission, and Distribution, Third Edition. CRC Press. ISBN 978-1-4398-5628-4.
  • (Ingelesez) Heertje, Arnold; Perlman, Mark (1990). Evolving technology and market structure: studies in Schumpeterian economics. University of Michigan Press. ISBN 978-0-472-10192-4.
  • (Ingelesez) Huurdeman, Anton A. (31 July 2003). The Worldwide History of Telecommunications. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-20505-0.
  • (Ingelesez) Iga, Kenichi; Kokubun, Yasuo (12 December 2010). Encyclopedic Handbook of Integrated Optics. CRC Press. ISBN 978-1-4200-2781-5.
  • (Ingelesez) Jalote, Pankaj (31 January 2006). An Integrated Approach to Software Engineering. Springer. ISBN 978-0-387-28132-2.
  • (Ingelesez) Khanna, Vinod Kumar (1 January 2009). Digital Signal Processing. S. Chand. ISBN 978-81-219-3095-6.
  • (Ingelesez) Lambourne, Robert J. A. (1 June 2010). Relativity, Gravitation and Cosmology. Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-13138-4.
  • (Ingelesez) Leitgeb, Norbert (6 May 2010). Safety of Electromedical Devices: Law – Risks – Opportunities. Springer. ISBN 978-3-211-99683-6.
  • (Ingelesez) Leondes, Cornelius T. (8 August 2000). Energy and Power Systems. CRC Press. ISBN 978-90-5699-677-2.
  • (Ingelesez) Mahalik, Nitaigour Premchand (2003). Mechatronics: Principles, Concepts and Applications. Tata McGraw-Hill Education. ISBN 978-0-07-048374-3.
  • (Ingelesez) Maluf, Nadim; Williams, Kirt (1 January 2004). Introduction to Microelectromechanical Systems Engineering. Artech House. ISBN 978-1-58053-591-5.
  • (Ingelesez) Manolakis, Dimitris G.; Ingle, Vinay K. (21 November 2011). Applied Digital Signal Processing: Theory and Practice. Cambridge University Press. ISBN 978-1-139-49573-8.
  • (Ingelesez) Martini, L., "BSCCO-2233 multilayered conductors", in Superconducting Materials for High Energy Colliders, pp. 173–181, World Scientific, 2001 ISBN 981-02-4319-7.
  • (Ingelesez) Martinsen, Orjan G.; Grimnes, Sverre (29 August 2011). Bioimpedance and Bioelectricity Basics. Academic Press. ISBN 978-0-08-056880-5.
  • (Ingelesez) McDavid, Richard A.; Echaore-McDavid, Susan (1 January 2009). Career Opportunities in Engineering. Infobase Publishing. ISBN 978-1-4381-1070-7.
  • (Ingelesez) Merhari, Lhadi (3 March 2009). Hybrid Nanocomposites for Nanotechnology: Electronic, Optical, Magnetic and Biomedical Applications. Springer. ISBN 978-0-387-30428-1.
  • (Ingelesez) Mook, William Moyer (2008). The Mechanical Response of Common Nanoscale Contact Geometries. ISBN 978-0-549-46812-7.
  • (Ingelesez) Naidu, S. M.; Kamaraju, V. (2009). High Voltage Engineering. Tata McGraw-Hill Education. ISBN 978-0-07-066928-4.
  • (Ingelesez) Obaidat, Mohammad S.; Denko, Mieso; Woungang, Isaac (9 June 2011). Pervasive Computing and Networking. John Wiley & Sons. ISBN 978-1-119-97043-9.
  • (Ingelesez) Rosenberg, Chaim M. (2008). America at the Fair: Chicago's 1893 World's Columbian Exposition. Arcadia Publishing. ISBN 978-0-7385-2521-1.
  • (Ingelesez) Schmidt, Rüdiger, "The LHC accelerator and its challenges", in Kramer M.; Soler, F.J.P. (eds), Large Hadron Collider Phenomenology, pp. 217–250, CRC Press, 2004 ISBN 0-7503-0986-5.
  • (Ingelesez) Severs, Jeffrey; Leise, Christopher (24 February 2011). Pynchon's Against the Day: A Corrupted Pilgrim's Guide. Lexington Books. ISBN 978-1-61149-065-7.
  • (Ingelesez) Shetty, Devdas; Kolk, Richard (14 September 2010). Mechatronics System Design, SI Version. Cengage Learning. ISBN 978-1-133-16949-9.
  • (Ingelesez) Smith, Brian W. (January 2007). Communication Structures. Thomas Telford. ISBN 978-0-7277-3400-6.
  • (Ingelesez) Sullivan, Dennis M. (24 January 2012). Quantum Mechanics for Electrical Engineers. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-470-87409-7.
  • (Ingelesez) Taylor, Allan (2008). Energy Industry. Infobase Publishing. ISBN 978-1-4381-1069-1.
  • (Ingelesez) Thompson, Marc (12 June 2006). Intuitive Analog Circuit Design. Newnes. ISBN 978-0-08-047875-3.
  • (Ingelesez) Tobin, Paul (1 January 2007). PSpice for Digital Communications Engineering. Morgan & Claypool Publishers. ISBN 978-1-59829-162-9.
  • (Ingelesez) Tunbridge, Paul (1992). Lord Kelvin, His Influence on Electrical Measurements and Units. IET. ISBN 978-0-86341-237-0.
  • (Ingelesez) Tuzlukov, Vyacheslav (12 December 2010). Signal Processing Noise. CRC Press. ISBN 978-1-4200-4111-8.
  • (Ingelesez) Walker, Denise (2007). Metals and Non-metals. Evans Brothers. ISBN 978-0-237-53003-7.
  • (Ingelesez) Wildes, Karl L.; Lindgren, Nilo A. (1 January 1985). A Century of Electrical Engineering and Computer Science at MIT, 1882–1982. MIT Press. p. 19. ISBN 978-0-262-23119-0.
  • (Ingelesez) Zhang, Yan; Hu, Honglin; Luo, Jijun (27 June 2007). Distributed Antenna Systems: Open Architecture for Future Wireless Communications. CRC Press. ISBN 978-1-4200-4289-4.

Ikus, gainera

Kanpo estekak
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.