วิศวกรรมไฟฟ้าแตกต่างจากอิเล็กทรอนิกส์อย่างไร?

เมื่อเราพูดถึงวิศวกรรมไฟฟ้า เรามักจะหมายถึงการสร้าง การเปลี่ยนแปลง การส่ง หรือการใช้พลังงานไฟฟ้า ในกรณีนี้ เราหมายถึงอุปกรณ์ดั้งเดิมที่ใช้ในการแก้ปัญหาเหล่านี้ เทคโนโลยีส่วนนี้เกี่ยวข้องไม่เพียงแต่กับการทำงานเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการพัฒนาและปรับปรุงอุปกรณ์ การเพิ่มประสิทธิภาพของชิ้นส่วน วงจร และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

โดยทั่วไปแล้ว วิศวกรรมไฟฟ้าเป็นวิทยาศาสตร์ทั้งหมดที่ศึกษาและเปิดโอกาสสำหรับการใช้งานจริงของปรากฏการณ์แม่เหล็กไฟฟ้าในกระบวนการต่างๆ

กว่าร้อยปีที่แล้ว วิศวกรรมไฟฟ้าแยกออกจากฟิสิกส์เป็นวิทยาศาสตร์อิสระที่ค่อนข้างกว้างขวาง และปัจจุบันวิศวกรรมไฟฟ้าสามารถแบ่งออกเป็นห้าส่วนตามเงื่อนไข:

• อุปกรณ์ให้แสงสว่าง,

• ไฟฟ้ากำลัง,

• อุตสาหกรรมไฟฟ้า,

• กลศาสตร์ไฟฟ้า,

• วิศวกรรมไฟฟ้าเชิงทฤษฎี (TOE)

ในกรณีนี้ควรสังเกตว่าอุตสาหกรรมไฟฟ้านั้นเป็นวิทยาศาสตร์ที่แยกจากกันมานานแล้ว

ซึ่งแตกต่างจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กระแสต่ำ (ไม่มีพลังงาน) ซึ่งส่วนประกอบมีขนาดเล็ก วิศวกรรมไฟฟ้าครอบคลุมวัตถุที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ เช่น ไดรฟ์ไฟฟ้า สายไฟ โรงไฟฟ้า สถานีย่อยหม้อแปลง ฯลฯ

ในทางกลับกันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานบนวงจรรวมและส่วนประกอบวิทยุอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ ซึ่งไม่ได้ให้ความสนใจกับไฟฟ้ามากนัก แต่เป็นข้อมูลและโดยตรงกับอัลกอริทึมสำหรับการโต้ตอบของอุปกรณ์วงจรผู้ใช้ - ด้วยไฟฟ้าด้วย สัญญาณด้วยสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก คอมพิวเตอร์ในบริบทนี้เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ด้วย

ขั้นตอนสำคัญสำหรับการก่อตัวของวิศวกรรมไฟฟ้าสมัยใหม่คือการแนะนำอย่างแพร่หลายในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 มอเตอร์ไฟฟ้าสามเฟส และระบบส่งไฟฟ้ากระแสสลับแบบโพลีเฟส

วันนี้เมื่อเวลาผ่านไปกว่าสองร้อยปีนับตั้งแต่มีการสร้างคอลัมน์โวลตาอิก เรารู้กฎของแม่เหล็กไฟฟ้าหลายข้อและไม่เพียงใช้กระแสสลับความถี่ตรงและความถี่ต่ำเท่านั้น แต่ยังรวมถึงกระแสสลับความถี่สูงและกระแสสลับด้วย ซึ่ง ความเป็นไปได้ที่กว้างที่สุดถูกเปิดขึ้นและตระหนักว่าไม่เพียงแต่ส่งไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังส่งข้อมูลในระยะทางไกลโดยไม่ต้องใช้สายไฟ แม้แต่ในระดับจักรวาล

ปัจจุบัน วิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์มีความเกี่ยวพันกันอย่างใกล้ชิดในทุกที่อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ แม้ว่าจะเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์เป็นสิ่งที่มีขนาดต่างกันโดยสิ้นเชิง

อิเล็กทรอนิคส์เอง เป็นวิทยาศาสตร์ที่แยกจากกัน ศึกษาปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคที่มีประจุ โดยเฉพาะอิเล็กตรอน กับสนามแม่เหล็กไฟฟ้าตัวอย่างเช่น กระแสไฟฟ้าในเส้นลวดคือการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า วิศวกรรมไฟฟ้า ไม่ค่อยลงลึกในรายละเอียดดังกล่าว

ในขณะเดียวกัน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำให้สามารถสร้างเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ที่แม่นยำ อุปกรณ์สำหรับการส่ง การรับ การจัดเก็บ และการประมวลผลข้อมูล อุปกรณ์สำหรับวัตถุประสงค์ต่างๆ สำหรับอุตสาหกรรมสมัยใหม่จำนวนมาก

ต้องขอบคุณอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ การมอดูเลตและการดีโมดูเลตในวิศวกรรมวิทยุจึงเกิดขึ้นเป็นครั้งแรก และโดยทั่วไป ถ้าไม่ใช่สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ก็จะไม่มีวิทยุ โทรทัศน์และวิทยุกระจายเสียง หรืออินเทอร์เน็ต พื้นฐานพื้นฐานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ถือกำเนิดขึ้นบนหลอดสุญญากาศ และที่นี่ มีเพียงวิศวกรรมไฟฟ้าเท่านั้นที่แทบจะไม่เพียงพอ

เซมิคอนดักเตอร์ (ของแข็ง) ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ซึ่งเกิดขึ้นในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 กลายเป็นจุดแตกหักในการพัฒนาระบบคอมพิวเตอร์โดยใช้ไมโครวงจรในที่สุดการปรากฏตัวของไมโครโปรเซสเซอร์ในช่วงต้นทศวรรษ 1970 ได้เปิดตัวการพัฒนาคอมพิวเตอร์ตาม กฎของมัวร์ ซึ่งระบุว่าจำนวนทรานซิสเตอร์ที่วางอยู่บนวงจรรวมแบบคริสตัลจะเพิ่มเป็นสองเท่าทุกๆ 24 เดือน

ทุกวันนี้ ต้องขอบคุณอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โซลิดสเตต การสื่อสารผ่านเซลลูล่าร์จึงเกิดขึ้นและพัฒนาขึ้น อุปกรณ์ไร้สายต่างๆ เครื่องนำทาง GPS แท็บเล็ต ฯลฯ ถูกสร้างขึ้น และไมโครอิเล็กทรอนิกส์ของเซมิคอนดักเตอร์เองก็มีอยู่แล้วอย่างสมบูรณ์: วิทยุอิเล็กทรอนิกส์, อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค, อิเล็กทรอนิกส์กำลัง, ออปโตอิเล็กทรอนิกส์, อิเล็กทรอนิกส์ดิจิตอลอุปกรณ์ภาพและเสียง ฟิสิกส์ของแม่เหล็ก ฯลฯ

ในขณะเดียวกันในตอนต้นของศตวรรษที่ 21 การย่อขนาดวิวัฒนาการของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เซมิคอนดักเตอร์หยุดลงและหยุดลงแล้วนี่เป็นเพราะการบรรลุขนาดของทรานซิสเตอร์และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ บนคริสตัลที่เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ซึ่งพวกมันยังคงสามารถกำจัดความร้อนของจูลได้

แม้ว่าขนาดจะมีขนาดไม่กี่นาโนเมตรและการย่อขนาดเข้าใกล้ขีดจำกัดความร้อนแล้ว แต่โดยหลักการแล้ว ยังมีความเป็นไปได้ที่ขั้นตอนต่อไปในวิวัฒนาการของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะเป็นออปโตอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งองค์ประกอบพาหะจะเป็นโฟตอน ซึ่งเคลื่อนที่ได้มากกว่ามาก เฉื่อยน้อยกว่าอิเล็กตรอนและ "โฮล" ของเซมิคอนดักเตอร์ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยุคใหม่...