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【王丽欣】Electrical Engineering 专业解析

来源:津桥留学 | 作者:王丽欣 | 时间:2019-06-10

  电气工程是什么?

  电气工程(有时也称为电气和电子工程)是一门研究和应用电、电子和电磁学的专业工程学科。随着电报和电力供应的商业化,这一领域在19世纪晚期首次成为一种职业。该领域现在涵盖了一系列的子学科,包括电力、光电子、数字电子、模拟电子、计算机科学、人工智能、控制系统、电子、信号处理和电信。

  电气工程这个术语可以包括也可以不包括电子工程。当不包含电子工程时,电子工程处理的是与大型电子系统有关的问题,例如电力传输和电机控制,而电子工程则是研究包括计算机和集成电路在内的小型电子系统。另一个区别在于电气工程师通常关心的是用电来传输能量,而电子工程师关心的是用电来传输信息。

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  分支?

  电气工程有许多子学科,其中*受欢迎的如下所列。尽管有些电气工程师只专注于这些子学科中的一门,但许多人同时兼顾这两门学科的组合。有时某些领域,如电子工程和计算机工程,被认为是各自独立的学科。

  电力工程

  电力工程涉及发电、输电和配电以及一系列相关设备的设计。其中包括变压器、发电机、电动机和电力电子设备。在世界上的许多地区,政府都掌管着一个叫做电网的电力网络,它把各种发电机和它们的能源用户连接在一起。用户从电网购买电能,从而避免了自己发电的昂贵成本。电力工程师可以从事电网以及连接电网的电力系统的设计和维护工作。这种系统被称为电网供电系统,可以向电网提供额外的电力,也可以从电网中获取电力,或者两者兼而有之。电力工程师也可能在不连接电网的系统上工作,称为离网电力系统,在某些情况下,这比在电网上更好。

  控制工程

  控制工程的重点是建立各种动态系统的模型,并设计控制器,使这些系统以期望的方式运行。为了实现这种控制器,电气工程师可以使用电路、数字信号处理器和微控制器。控制工程的应用范围很广,从商用客机的飞行和推进系统到许多现代汽车的巡航控制。它在工业自动化中也发挥着重要的作用。控制工程师在设计控制系统时经常利用反馈。例如,在有巡航控制的汽车中,车辆的速度被不断地监控并反馈给系统,系统相应地调整电机的速度。在有规则反馈的地方,控制理论可以用来确定系统如何响应这种反馈。

  电子工程

  电子工程是利用电阻、电容、电感、二极管和晶体管等元件的特性来实现特定功能的电子电路的设计和测试。调谐电路允许无线电用户滤除除一个电台外的所有电台,其他例子包括(气动信号调节器)显示在相邻的照片。

  在*二次世界大战之前,这门学科通常被称为无线电工程,基本上限于通信和雷达、商业无线电和早期电视等方面。后来,在战后的几年里,随着消费设备的开发,这个领域发展到包括现代电视、音频系统、计算机和微处理器。在20世纪50年代中后期,无线电工程逐渐被电子工程所取代。

  在1959年集成电路发明之前,电子电路是由可由人类操纵的分立元件构成的。这些离散电路消耗了大量的空间和功率,并且速度有限,尽管它们在一些应用中仍然很常见。相比之下,集成电路将大量(通常是数百万)微小的电子元件(主要是晶体管)封装到硬币大小的小芯片中。这为我们今天看到的功能强大的计算机和其他电子设备提供了条件。

  微电子

  微电子学是将已知的微型化技术用于电子元件的紧凑和集成设计。*常见的微电子元件是半导体晶体管,它极大地改变了我们的生活。*台晶体管是由肖克利和他在贝尔实验室的同事发明的。这开启了半导体技术的新纪元,从而消除了笨重的真空管。半导体的使用,特别是硅的使用,使元件小型化,性能更快、更可靠。

  微电子元件是通过加工硅等半导体晶圆来获得所需的电荷传输和电流控制。微电子领域涉及大量的化学和材料科学,要求在该领域工作的电子工程师对量子力学的影响有非常好的工作知识。

  信号处理

  信号处理处理信号的分析和处理。信号可以是模拟的,在这种情况下,信号根据信息不断变化;信号处理也可以是数字的,在这种情况下,信号根据一系列表示信息的离散值变化。对于模拟信号,信号处理可能涉及音频设备的音频信号的放大和滤波或电信信号的调制和解调。对于数字信号,信号处理包括对数字采样信号的压缩、误差检测和误差校正。

  电信

  电信工程的重点是跨信道传输信息,如同轴电缆、光纤或自由空间。跨越自由空间的传输需要将信息编码在载波中,以便将信息转换到适合传输的载波频率,这被称为调制。常用的模拟调制技术有振幅调制和频率调制。调制方式的选择影响系统的成本和性能,这两个因素必须由工程师仔细权衡。

  一旦确定了系统的传输特性,电信工程师就会设计出这种系统所需的发射机和接收机。这两者有时结合起来形成一种双向通信设备,称为收发器。在发射机的设计中,一个关键的考虑因素是它们的功耗,因为这与它们的信号强度密切相关。如果发射机的信号强度不足,信号的信息就会被噪声所破坏。

  仪表工程

  仪表工程涉及测量诸如压力、流量和温度等物理量的设备的设计。这种仪器的设计需要对物理学有很好的理解,而物理学往往超越了电磁理论。例如,雷达炮使用多普勒效应来测量迎面而来车辆的速度。类似地,热电偶使用Peltier-Seebeck效应来测量两点之间的温差。

  通常情况下,仪器本身并不被使用,而是作为大型电气系统的传感器。例如,热电偶可以用来帮助确保炉子的温度保持恒定。因此,仪表工程常被视为控制工程的对应物。

  计算机工程

  计算机工程涉及计算机和计算机系统的设计。这可能涉及新硬件的设计、pda的设计或使用计算机控制工业工厂。计算机工程师也可以开发系统的软件。然而,复杂软件系统的设计往往是软件工程的领域,通常被认为是一个独立的学科。台式电脑只占计算机工程师可能使用的设备的一小部分,因为类似于计算机的架构现在可以在包括视频游戏机和DVD播放机在内的一系列设备中找到。

  综上所述,EE是一个分支较多的学科,在申请过程中,学生*好能点名自己所感兴趣的分支,这会给文书写作带来很多方便,同时显得文书不是那么空。
 

  本文严禁转载,如需转载,请注明转自津桥留学中关村总部王丽欣老师原创  审核人:李海燕
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