Elektrik ve elektronik mühendisliği nedir?

Shutterstock

Elektrik ve elektronik mühendisleri ne okur?

Elektrik ve elektronik mühendisliği, elektrik ve elektromanyetizma prensiplerini kullanan aygıt ve sistemleri ele alır. İletişim, kontrol ve robotik, biyomedikal, güvenlik ve savunma, ses ve görüntü gibi nice alanda ilgili aygıtları, donanım ve yazılımların tasarımı, geliştirilmesi ve uygulamaları bu bilim dalının konusudur.  Günümüzde ilk adımları atılan ve önümüzdeki on yıllara damga vuracak otonom taşıtlar, insansı robotlar, holografik iletişim, kuantum bilgisayarlar vb. çığır açıcı teknolojilerin geliştirilmesinde de öncü rolü üstlenmeye devam edecektir.

Lise eğitimi sırasında fizik derslerinde öğrenilen elektrik yükleri arasındaki ilişkiler, devre çözümleri ve Kirchhoff yasaları bu bilim dalı için temelleri oluşturur. Lise matematik müfredatı içinde görülen türev, integral, matris işlemleri, olasılık hesaplamaları iyi birer başlangıç noktasıdır.  Üniversitedeki mühendislik eğitiminde bu kavramlar çok daha ileri düzeyde ele alınır; ayrıca elektromanyetik alanlar, bilgisayarlarla bilgi işleme, robotlar, yazılım geliştirme, mikroelektronik, yapay zekâ uygulamaları gibi farklı yeni konular işlenir. Daha önemlisi, sadece analiz değil,  gerçek endüstri problemlerini çözmeye yönelik tasarım becerileri geliştirilir.

Elektrik-elektronik mühendisliği eğitiminin önemli bir kısmını laboratuvar dersleri oluşturur; böylece teoride eğitimi alınan pek çok konunun deneyleri yapılır. Çeşitli programlama dillerinin öğrenilmesi de elzemdir çünkü bu sayede yazılım ağırlıklı olan elektronik ürünleri tasarımlamanın ve benzetim (simülasyon) deneyleri ile araştırma ve geliştirme yapmanın yolu açılır.

Elektrik ve Elektronik mühendisleri hangi konularda uzmanlaşır?

Elektrik ve elektronik mühendisliği eğitimi, temel prensiplerin eğitiminden sonra aşağıdaki dalların bir ya da birden çoğunda uzmanlaşma sağlar:


Pixabay

Elektronik, bilgi işleyen, taşıyan, depolayan eleman ve devrelerin tasarımı ve uygulamaları ile ilgilidir. Mikroelektronik ise, on binlerden milyonlarcasına kadar devre elemanından oluşan ve ölçme, veri işleme, kumanda, iletişim gibi amaçlarla kullanılan elektronik devrelerin tasarımını konu edinir. Mikroelektronik mekanik sistemler (MEMS) ve nanoteknoloji insansız hava araçlarından kameralara ve robotlara kadar birçok yenilikçi ürünün geliştirilmesini sağlar.    Bkz.: Atomik kuvvet mikroskobu


Wikimedia Commons

Optik ve fotonik, ışık kullanarak fiziksel olayları ölçen, işleyen ve ileten sistem ve devrelerle ilgilidir. Bu kapsamda kuantum nokta teknolojileri, termal görüntü sensörleri ve arttırılmış gerçeklik ekranları en yeni teknolojiler olarak kabul edilir.

Bkz.: Kızılötesi kameralar, Artırılmış gerçeklik, Holografi

 


Pixabay

Mikrodalga ve Antenler, her tip sinyalin bir noktadan uzaktaki bir noktaya elektromanyetik dalgalar aracılığı ile iletimini konu edinir; bu amaçla anten tasarımından, uydu sistemlerine, mikrodalga alıcı-verici devrelere kadar konuları ele alır.  Mikro yüksek frekans devreler ve uyarlanabilir yapılar ilgi çeken alanların başında gelir.


 

Pixabay

Elektrik enerjisinin üretimi, bir şebeke üzerinden iletimi ve dağıtımı faaliyetleri de elektrik mühendisliğinin şemsiyesi altındadır. Akıllı şebekeler (smart grid) ve yenilenebilir enerji sistemleri bu konudaki aktif araştırma ve çalışma alanlarını oluşturmaktadır.

 


Wikimedia Commons

İletişim, kablo, optik lif, radyo kanalları veya bilgisayar ağları üzerinden bilgi sinyallerinin güvenilir biçimde iletilmesini sağlayacak her çeşit haberleşme protokol veya sistemini tasarlama ile ilişkili problemleri çözmeye çalışır. 5. Kuşak (5G) İletişim standardı dünyadaki milyarlarca elektrikli aletin birbirine bağlantılanıp veri alışverişinde bulunmasını sağlayacaktır; 6. Kuşak (6G) iletişim standardı ise hem çok daha güvenli, hem çok daha yüksek hızlarda veri iletişimi sağlayacaktır.


Wikimedia Commons

Kontrol mühendisliği, enerji dağıtım şebekesi, hava taşıtları, endüstriyel imalat gibi dinamik sistem ve süreçlerin kontrolü, yani istenen biçimde ve hedefe göre davranmalarını sağlamayı amaçlar. Kontrol prensiplerine dayanan ve özerk kararlar verebilen robot sistemleri elektrik mühendisliği programının bir parçasıdır. Güdüm sistemleri, otonom araçların kontrolü, ameliyatlarda ve yaşlı bakımında robotlar giderek hayatımızın parçası olmaktadır.


Wikimedia Commons

Sinyal ve enformasyon işleme, ses, video, görüntü işaretleri ile tıbbi, jeofizik gibi doğal süreçlerden kaynaklanan bilgi işaretlerini işleyen elektronik aygıtlar ve bilgisayar programları üzerinde çalışır. Yapay zekâya dayanarak insan becerilerinin ötesinde performansa sahip sistemlerin geliştirilmesi bu alana özgüdür. Derin öğrenmenin bu tip sensörlerde kullanılması sonrasında otomatik tanıma yapılması son dönemde çok popüler hale gelmiştir. Akıllı tarım, güvenli sürüş, bilgisayarların davranış ve duygulanımlarını anlaması bazı ilginç uygulama örnekleridir.

Bkz.: Sayısal kameralar, Uydu kameraları


Wikimedia Commons

Elektromekanik enerji dönüşümü ve güç elektroniği: Bu alanda elektrik motorları ile jeneratörler için enerji dönüşümünün en verimli bir şekilde yapılması ve yüksek akım uygulamaları için elektronik devrelerin tasarlanması hedeflenir. Elektrikli otomobillerin veya cep telefonlarının güç beslemesi;  motor kumanda aygıtları bu alandaki yaygın araştırma ve geliştirme hedeflerine iki örnektir.

 


Wikimedia Commons

Biyomedikal: Canlılar üzerinde kullanılacak her tip görüntüleme ve elektriksel sinyal toplama cihazlarının tasarımı üzerinde çalışılır. Beyin sinyallerin girişimsel olmadan incelenmesi ve fonksiyonel MR görüntüleme yeni nesil uğraşlar arasındadır.

Bkz.: Tıpta görüntüleme teknikleri

 

 


CC0

Bilgisayar mimarisi ve gömülü yazılım: Gündelik hayatta sık kullanılan birçok elektronik sistemin temel taşını oluşturan mikro işlemci ve mikro kontrol birimlerinin tasarımı, bu sistemler için gömülü yazılımların geliştirilmesi üzerine çalışılır.

 

 


Elektrik ve elektronik mühendisleri hangi işlerde çalışır?

Elektrik-Elektronik Mühendisleri iletişimden savunmaya, bilişimden otomotive uzanan farklı sektörlerde iş bulabilirler. Yüksek teknoloji firmalarında Ar-Ge mühendisi olarak görev yapabilirler. Ayrıca serbest mühendis olarak kendi mühendislik firmalarını kurabilirler.

  • Enerji üretim ve dağıtım şebekeleri
  • Mobil iletişim sistemleri
  • Ölçüm aletleri endüstrisi
  • Bilgisayar donanımı, dijital devreler ve yazılım
  • Otomotiv, uçuş, savunma elektroniği
  • Optik ve lazer sistemleri
  • Tıbbi elektronik aygıtlar ve sistemler
  • Endüstriyel otomasyon, kontrol ve veri iletişimi
  • Elektronik ve optik aygıt geliştirme ve test etme
  • Uydu sistemleri ve uzaktan algılama
  • Elektronik tümdevre tasarımı
  • Yenilenebilir enerji ve fotovoltayik sistemler
  • Tüketici elektroniği ve güç devreleri
  • Sayısal bilgi işaretleri; sayısal video
  • Tıbbi görüntüleme ve sinyal işleme
  • Robotlar ve robotik sistemler
  • Mikrodalga radyo sistemleri
  • Bilgisayar ağlarının tasarımı ve yönetimi
  • Bilgi işleme yazılımı
  • Elektrikli motorlar ve elektrik jeneratörleri

Bülent Sankur (Bilim Akademisi üyesi, Boğaziçi Üniversitesi Elektrik Elektronik Bölümü emeritus öğretim üyesi)
Aydın Alatan (Bilim Akademisi üyesi, ODTÜ Elektrik Elektronik Bölümü öğretim üyesi)


Creative Commons LisansıBu eser Creative Commons Atıf-GayriTicari 4.0 Uluslararası Lisansı ile lisanslanmıştır. Görseller Wikimedia Commons’dan temin edilmiştir. İçerik kullanım koşulları için tıklayınız.