Ηλεκτρολόγος μηχανικός

Ηλεκτρολόγος μηχανικός (αγγλ. electrical engineer) είναι ο επαγγελματίας μηχανικός ο οποίος ασχολείται με τις τεχνολογικές εφαρμογές του ηλεκτρισμού, της ηλεκτρονικής και του ηλεκτρομαγνητισμού. Η επιστήμη του ηλεκτρολόγου μηχανικού (επίσης ηλεκτρική εφαρμοσμένη μηχανική) περιλαμβάνει πολλούς τομείς, όπως:

τα μεγάλης κλίμακας ηλεκτρικά συστήματα παραγωγής, μεταφοράς, διανομής και χρήσης ηλεκτρικής ισχύος,
τα συστήματα ελέγχου,
τα ηλεκτρονικά συστήματα (ηλεκτρονική μηχανική),
τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές (αρχιτεκτονική υπολογιστών, κτλ),
τα τηλεπικοινωνιακά συστήματα (τηλεπικοινωνίες, δίκτυα δεδομένων, κτλ),
τα συστήματα επεξεργασίας σημάτων (DSP, κτλ),
τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα (μικροκύματα, κτλ)

και πολλούς άλλους ακόμη εφαρμοσμένους τομείς εξειδίκευσης.

Ορισμός και συγγενείς επιστήμες

Η επιστήμη ηλεκτρολόγου μηχανικού καλύπτει ευρύτερα μια σειρά εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που εξετάζουν την ισχύ, την οπτικοηλεκτρονική, τον αυτοματισμό, την πυρηνική ενέργεια, τη βιοϊατρική τεχνολογία και την επεξεργασία σήματος. Ειδικότερα η ηλεκτρονική μηχανική καλύπτει τους γνωστικούς κλάδους των αναλογικών ηλεκτρονικών, της μηχανικής υπολογιστών, της επεξεργασίας σήματος, των τηλεπικοινωνιών, της τεχνητής νοημοσύνης και ρομποτικής. Μετά τον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο η ηλεκτρονική μηχανική διαχωρίστηκε και απέκλινε από την ηλεκτρολογία, αποτελώντας σήμερα διακριτή αλλά συναφή επιστήμη^[1], επικαλυπτόμενη τόσο με την ηλεκτρολογία όσο και με την πληροφορική^[2]^[3].

Η ίδια η επιστήμη ηλεκτρολόγου μηχανικού επικαλύπτεται, πέρα από την ηλεκτρονική, με την εφαρμοσμένη φυσική και τα εφαρμοσμένα μαθηματικά. Μάλιστα, σημαντικές καινοτόμες συνεισφορές στον τελευταίο αυτό κλάδο των μαθηματικών έχουν κάνει από τις αρχές του 20ου αιώνα κι έπειτα ηλεκτρολόγοι μηχανικοί, όπως ο Όλιβερ Χέβισαϊντ και ο Ρούντολφ Κάλμαν. Παρά τον εφαρμοσμένο χαρακτήρα της επιστήμης, οι ηλεκτρολόγοι μηχανικοί μπορούν να ασχοληθούν σε επίπεδο διατριβής με την προαγωγή της βασικής έρευνας στη φυσική, στη βιοτεχνολογία κ.α. Οι κυριότεροι όμως τομείς όπου μπορεί προνομιακά να απασχοληθεί ένας ηλεκτρολόγος μηχανικός είναι οι παρακάτω:

Ωστόσο, στην ανώτατη εκπαίδευση, τα περισσότερα πανεπιστημιακά τμήματα με τίτλο «Ηλεκτρολόγων Μηχανικών» παρέχουν και κατευθύνσεις τηλεπικοινωνιών ή / και ηλεκτρονικής, οι απόφοιτοι των οποίων είναι καταρτισμένοι στη μικροηλεκτρονική, στη μηχανική υπολογιστών, στην τεχνητή νοημοσύνη και στις τηλεπικοινωνίες. Οι εν λόγω απόφοιτοι εντάσσονται επιστημονικά στους συναφείς κλάδους των ηλεκτρονικών μηχανικών / μηχανικών τηλεπικοινωνιών, αν και το δίπλωμα συνήθως είναι ενιαίο παρέχοντας κοινά επαγγελματικά δικαιώματα. Το εν λόγω γεγονός σχετίζεται με το ότι, ως αποτέλεσμα της κοινής ιστορικής διαδρομής, η ηλεκτρονική και ό,τι αυτή συμπεριλαμβάνει συνεχίζει ακόμα κατά περίσταση να θεωρείται απλώς διακριτός τομέας μες στο ευρύτερο πλαίσιο της ηλεκτρολογίας, με τις δύο επιστήμες να διαμοιράζονται ορισμένες κοινές ακαδημαϊκές ενώσεις ή ερευνητικά ιδρύματα (π.χ. το Ινστιτούτο Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών^[4]) και τα περισσότερα πανεπιστημιακά τμήματα με τίτλο «Ηλεκτρολόγων Μηχανικών» να έχουν ενσωματώσει τη μηχανική υπολογιστών στον τίτλο και στο πρόγραμμα σπουδών τους. Λόγω του ενιαίου διπλώματος των εν λόγω τμημάτων και ενός βασικού προπτυχιακού προγράμματος σπουδών με διακλαδικό χαρακτήρα, πριν από την επιλογή κατεύθυνσης εκ μέρους των φοιτητών, οι διπλωματούχοι ηλεκτρολόγοι μηχανικοί μπορούν να εργαστούν σε επαγγέλματα των τεχνολογιών πληροφοριών και επικοινωνίας^[5], αν και αυτά καλύπτονται γνωστικά περισσότερο από τις επιστήμες της πληροφορικής και του ηλεκτρονικού μηχανικού.

Τομείς

Οι βασικότεροι τομείς εξειδίκευσης της επιστήμης της ηλεκτρολογίας και του ηλεκτρολόγου μηχανικού είναι οι ακόλουθοι:

Τομέας Συστημάτων Ηλεκτρικής Ενέργειας

Ηλεκτρική και ενεργειακή οικονομία
Διαχείριση ενέργειας και περιβαλλοντική πολιτική
Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας
Ανάλυση συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας
Αυτόματος έλεγχος και ευστάθεια συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας
Αξιοπιστία και προστασία συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας
Δίκτυα διανομής ηλεκτρικής ενέργειας
Κέντρα ελέγχου ενέργειας
Φωτοβολταϊκή τεχνολογία

Τομέας Ηλεκτρικών Μηχανών και Βιομηχανικών Διατάξεων

Τεχνολογία ηλεκτρικών μηχανών
Παραγωγή, μετρήσεις και εφαρμογές υψηλών τάσεων
Ηλεκτρομηχανολογικές εγκαταστάσεις
Προστασία ηλεκτρικών εγκαταστάσεων από υπερτάσεις
Ηλεκτρομαγνητική πρόωση και ανάρτηση
Φωτοτεχνία
Ηλεκτρικές μετρήσεις

Ιστορικό

Ο Τόμας Έντισον θεμελίωσε το πρώτο δίκτυο ηλεκτροδότησης ευρείας κλίμακας.

Η ηλεκτρολογία έγινε αρχικά ένα ευπροσδιόριστο γνωστικό πεδίο και επάγγελμα προς τα τέλη του 19ου αιώνα, με την εξάπλωση και εμπορευματοποίηση των δικτύων τηλεπικοινωνιών και ηλεκτροδότησης. Ως τότε τα ζητήματα αυτά εξετάζονταν επιστημονικά από τη φυσική και τους φυσικούς επιστήμονες. Το πρώτο πανεπιστήμιο το οποίο δημιούργησε ειδικευμένο τμήμα με τίτλο «Ηλεκτρολόγων Μηχανικών» ήταν το Πολυτεχνείο του Ντάρμσταντ στη Γερμανία, το 1883. Την ίδια εποχή η ηλεκτρολογία άρχισε να προσφέρεται ως διακριτή κατεύθυνση μες στο Τμήμα Φυσικής στο Πολυτεχνείο της Μασαχουσέτης, πριν ανεξαρτητοποιηθεί και εκεί ακαδημαϊκά. Αυτή ήταν μία περίοδος μεγάλων και ταχύτατων εξελίξεων στον κλάδο, με τα δίκτυα ηλεκτροδότησης να καθιερώνονται σταδιακά στη Δύση και τον λεγόμενο «Πόλεμο των Ρευμάτων» να λήγει υπέρ του εναλλασσόμενου ρεύματος.

Στα τέλη του 19ου αιώνα αναπτύχθηκαν και οι ασύρματες τηλεπικοινωνίες μέσω ραδιοκυμάτων, με βάση το έργο πρωτοπόρων φυσικών όπως ο Νικόλα Τέσλα, ο Γουλιέλμο Μαρκόνι κ.α. Ήδη όμως από τα μέσα του αιώνα, πριν καν από την εμφάνιση του πρώτου δικτύου ηλεκτροδότησης, ο τηλέγραφος ήταν μία ακμάζουσα βιομηχανία στηριγμένη στον ηλεκτρισμό. Σύντομα οι πρακτικές εφαρμογές της τηλεπικοινωνιακής τεχνολογίας ενσωματώθηκαν στον κορμό της νέας επιστήμης των ηλεκτρολόγων μηχανικών, εφόσον βασίζονταν στις αρχές του ηλεκτρομαγνητισμού. Η επόμενη σημαντική εξέλιξη στον χώρο ήταν η χρήση ηλεκτρομηχανικών μέσων και κυκλωμάτων για την υλοποίηση ψηφιακών υπολογιστικών συσκευών, κατά τις δεκαετίες του 1930 και 1940. Οι ηλεκτρολόγοι μηχανικοί έπρεπε πλέον να γνωρίζουν και να ερευνούν τεχνολογίες όπως η λυχνία κενού και η διαμόρφωση συχνότητας. Ο Β' Παγκόσμιος Πόλεμος ήταν η αφορμή για μία εκρηκτική ανάπτυξη στον τομέα των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων, με άμεσες συνέπειες στις τηλεπικοινωνίες και στους υπολογιστές.

Η συσσώρευση εξειδικευμένης γνώσης στον τομέα της ηλεκτρονικής και η εφεύρεση του τρανζίστορ το 1947, οδήγησαν τελικά στην επιστημονική και ακαδημαϊκή αυτονόμηση του κλάδου των ηλεκτρονικών μηχανικών μέχρι τη δεκαετία του 1960. Η ηλεκτρολογία αυτή καθ' αυτή όμως συνέχισε να εξελίσσεται με την αξιοποίηση νέων και τη βελτίωση παλαιών τεχνολογιών, όπως ο βιομηχανικός αυτοματισμός, τα δίκτυα ηλεκτροδότησης και η εκμετάλλευση της πυρηνικής ενέργειας. Σημαντικές θεωρητικές μέθοδοι των εφαρμοσμένων μαθηματικών, όπως αρκετές συνεισφορές στην επεξεργασία σήματος ή τα φίλτρα Κάλμαν, έχουν τη ρίζα τους στη μεταπολεμική επιστήμη ηλεκτρολόγου μηχανικού.

Εκπαίδευση και επαγγελματικά ζητήματα

Οι ηλεκτρολόγοι μηχανικοί κατέχουν τίτλο σπουδών που αφορά την ηλεκτρολογία. Η διάρκεια σπουδών για τον συγκεκριμένο τομέα συνήθως κυμαίνεται από 3 έως 5 έτη. Στα περισσότερα ανώτατα εκπαιδευτικά ιδρύματα του Ηνωμένου Βασιλείου τα προγράμματα προπτυχιακών σπουδών έχουν διάρκεια φοίτησης 3 ετών. Στα πολυτεχνεία και τα πανεπιστήμια της Ελλάδας τα προγράμματα προπτυχιακών σπουδών έχουν διάρκεια φοίτησης 5 ετών και στα τεχνολογικά εκπαιδευτικά ιδρύματα 4 ετών. Το πρόγραμμα σπουδών περιλαμβάνει μαθήματα υποδομής που καλύπτουν τη φυσική, τα μαθηματικά, την πληροφορική και τη διαχείριση έργων, καθώς και εξειδικευμένα μαθήματα ηλεκτρολογίας. Οι φοιτητές στη συνέχεια επιλέγουν μία ή περισσότερες κατευθύνσεις εξειδίκευσης, οι οποίες ανήκουν στη συγγενή επιστήμη των ηλεκτρονικών μηχανικών (π.χ. τηλεπικοινωνίες, μηχανική υπολογιστών ή ηλεκτρονική).

Στα ελληνικά πολυτεχνεία και πανεπιστήμια ακολουθείται το σύστημα σπουδών ενιαίας πενταετούς φοίτησης, που οδηγεί στην απονομή διπλώματος μηχανικού και παρέχει εκπαίδευση πάνω στο αντικείμενο με δυνατότητα επιστημονικής έρευνας. Στα ελληνικά ΤΕΙ ακολουθείται σύστημα σπουδών τετραετούς φοίτησης, που οδηγεί στην απονομή πτυχίου μηχανικού τεχνολογικής εκπαίδευσης, το οποίο εστιάζει στην κατάρτιση μηχανικών οι οποίοι θα εργαστούν ως εξειδικευμένοι μηχανικοί (Τα ΤΕΙ μετατράπηκαν σε πανεπιστήμια την περίοδο 2018-2020). Μία λίστα των αντίστοιχων τμημάτων σε Α.Ε.Ι. μπορεί να βρεθεί στην ανάλογη ενότητα του άρθρου κατάλογος ελληνικών τμημάτων ανώτατης εκπαίδευσης (γνωστικό πεδίο: Ηλεκτρολογία). Η πενταετής φοίτηση σε πολυτεχνείο ή πανεπιστήμιο της ημεδαπής παρέχει τίτλο σπουδών μεταπτυχιακού επιπέδου (integrated master's degree) με την ονομασία "Δίπλωμα", επιπέδου 7 του εθνικού και ευρωπαϊκού πλαισίου προσόντων (ισότιμο με τους διεθνείς τίτλους: Master of Engineering και Master of Science in Engineering). Η τετραετής φοίτηση σε T.E.Ι. ισοδυναμεί με βασικό πτυχιακό τίτλο σπουδών (ισότιμο με Bachelor of Engineering). Λειτουργούν ακόμη προγράμματα μεταπτυχιακών σπουδών, τα οποία οδηγούν στη λήψη Μεταπτυχιακού Διπλώματος Ειδίκευσης και προγράμματα διδακτορικών σπουδών, τα οποία οδηγούν στη λήψη Διδακτορικού Διπλώματος^[6].

Στην Ελλάδα, η επαγγελματική δραστηριότητα των διπλωματούχων ηλεκτρολόγων μηχανικών ρυθμίζεται από το Τεχνικό Επιμελητήριο Ελλάδος.

Παραπομπές

↑ «RECT Polytechnic College: «In the UK, the subject of electronic engineering became distinct from electrical engineering as a university degree subject around 1960. Before this time, students of electronics and related subjects like radio and telecommunications had to enroll in the electrical engineering department of the university as no university had departments of electronics. Electrical engineering was the nearest subject with which electronic engineering could be aligned, although the similarities in subjects covered (except mathematics and electromagnetism) lasted only for the first year of the three-year course.»». Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 17 Αυγούστου 2013. Ανακτήθηκε στις 2 Αυγούστου 2013.
↑ «Πανεπιστήμιο του Έξετερ: «Electronic Engineering and Computer Science are both concerned with enhancing our experience of the world and shaping the convenience of our future in terms of solving problems and developing products and systems which will increase the accuracy, speed and quality of information sources and technology. These disciplines are closely linked and specifically interweave in the manufacture of equipment such as pocket computer products like mobile phones or e-books.»». Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 18 Ιουλίου 2013. Ανακτήθηκε στις 2 Αυγούστου 2013.
↑ «Πανεπιστήμιο Duke, Computer Science vs. Electrical and Computer Engineering: «Both Computer Engineering and Computer Science study the use of the digital computer as a tool that makes possible much of modern technology and the overlap between the two fields is significant. Both disciplines study the inner workings of computers and both study hardware as well as software aspects of computer systems.»». Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 18 Αυγούστου 2016. Ανακτήθηκε στις 6 Αυγούστου 2013.
↑ Ιστορία της IEEE: «However, as the world's largest technical professional association, IEEE's membership has long been composed of engineers, scientists, and allied professionals. These include computer scientists, software developers, information technology professionals, physicists, medical doctors, and many others in addition to our electrical and electronics engineering core.»
↑ Στην Ελλάδα σύμφωνα με το ΦΕΚ 58Α-2009 ΠΔ44 Αρχειοθετήθηκε 2015-01-05 στο Wayback Machine..
↑ Ενδεικτικά δείτε το πρόγραμμα του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου Αρχειοθετήθηκε 2014-06-10 στο Wayback Machine.

[1] «RECT Polytechnic College: «In the UK, the subject of electronic engineering became distinct from electrical engineering as a university degree subject around 1960. Before this time, students of electronics and related subjects like radio and telecommunications had to enroll in the electrical engineering department of the university as no university had departments of electronics. Electrical engineering was the nearest subject with which electronic engineering could be aligned, although the similarities in subjects covered (except mathematics and electromagnetism) lasted only for the first year of the three-year course.»». Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 17 Αυγούστου 2013. Ανακτήθηκε στις 2 Αυγούστου 2013.

[2] «Πανεπιστήμιο του Έξετερ: «Electronic Engineering and Computer Science are both concerned with enhancing our experience of the world and shaping the convenience of our future in terms of solving problems and developing products and systems which will increase the accuracy, speed and quality of information sources and technology. These disciplines are closely linked and specifically interweave in the manufacture of equipment such as pocket computer products like mobile phones or e-books.»». Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 18 Ιουλίου 2013. Ανακτήθηκε στις 2 Αυγούστου 2013.

[3] «Πανεπιστήμιο Duke, Computer Science vs. Electrical and Computer Engineering: «Both Computer Engineering and Computer Science study the use of the digital computer as a tool that makes possible much of modern technology and the overlap between the two fields is significant. Both disciplines study the inner workings of computers and both study hardware as well as software aspects of computer systems.»». Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 18 Αυγούστου 2016. Ανακτήθηκε στις 6 Αυγούστου 2013.

[4] Ιστορία της IEEE: «However, as the world's largest technical professional association, IEEE's membership has long been composed of engineers, scientists, and allied professionals. These include computer scientists, software developers, information technology professionals, physicists, medical doctors, and many others in addition to our electrical and electronics engineering core.»

[PD2009-5] Στην Ελλάδα σύμφωνα με το ΦΕΚ 58Α-2009 ΠΔ44 Αρχειοθετήθηκε 2015-01-05 στο Wayback Machine..

[NTUA-6] Ενδεικτικά δείτε το πρόγραμμα του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου Αρχειοθετήθηκε 2014-06-10 στο Wayback Machine.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]