مهندسی برق

نیاز به انرژی الکتریکیِ پیوسته، ثابت و پایدار از ضروریات زندگی صنعتی و جامعه امروزی است. قطع شدن، افزایش یا کاهش و هرگونه اختلال در شبکه توزیع برق در اختیار مصرف کننده نیست؛ به همین دلیل نیاز به سیستم جایگزین است. هر وسیله الکترونیکی در معرض خرابی قرار دارد و نیاز به عیب‌یابی و تعمیر همزاد تجهیزات برقی و الکترونیکی است. از این رو در این کتاب به بررسی ساختار، عملکرد، انواع، اجزای داخلی و نحوه‌ عیب‌یابی و تعمیر دستگاه‌های INVERTER و UPS پرداخته شده است‌. کتاب دارای هفت فصل است: آشنایی، برق و الکتریسیته، تبدیل ولتاژ، یوپی‌اس، باتری در دستگاه‌های یوپی‌اس، عیب‌یابی، تعمیر و آشنایی با قطعات ایمنی و حفاظتی در تابلوهای برق.

مهندسی برق یک رشته و حرفه‌ی جالب برای افرادی است که علاقه و استعداد ذاتی برای علوم کاربردی و ریاضیات را دارند. مهندسان برق نقش مهمی در توسعه و تکامل سیستم‌هایی دارند که روش زندگی و کار مردم را تغییر می‌دهند. کتاب حاضر با استفاده از تحلیل و طراحی مدارهای خطی، مخاطب را با رشته‌ی مهندسی برق آشنا می‌کند. مباحث کتاب بدین شرح است: ابتدا به معرفی اجمالی رشته‌ی مهندسی برق، بعضی ایده‌های مربوط به تحلیل مدار را بیان می‌کند. در ادامه به معرفی دستگاه بین‌المللی یکاها می‌پردازد. سپس، به اصول تحلیل مدار؛ مفاهیم ولتاژ و جریان می‌پردازد. این مطالب را با بحث در مورد عنصر اصلی مداری ایده‌آل و نیاز داشتن به یک دستگاه مرجع قطب‌دار ادامه می‌دهد. و در آخر با توصیف رابطه‌ی جریان و ولتاژ با توان و انرژی به پایان می‌رسد.

این کتاب کمک می‌کند مفاهیم پیچیده تحلیل مدار را به خوبی درک کنید. مفاهیم کتاب در شش بخش تقسیم شده است. شروع به کار با تحلیل مدار، روش‌های تحلیل در مدارهای پیچیده، مدارهایی با ترانزیستورها و تقویت‌کننده‌های عملیاتی، استفاده از سیگنال‌های متغیر با زمان در مدارهای مرتبه اول و مرتبه دوم، روش‌ها و کاربردهای پیشرفته در تحلیل مدار و بخش ده‌تایی‌ها عناوین این بخش‌هاست.

مهندسان طراح عضو سازمان مهندسی و مجریان پروژه‌های صنعتی، معمولاً برای طراحی نقشه‌های تأسیسات الکتریکی، از نرم‌افزار «اتوکد الکتریکال» استفاده می‌کنند. بخش طراحی تأسیسات الکتریکی، علاوه‌بر ترسیم نیاز به محاسبه صحیح پارامترهای مرتبط، ازجمله محاسبه حداقل و حداکثر جریان اتصال کوتاه، تنظیم وسایل حفاظتی و ظرفیت دیزل ژنراتور و ترانسفورماتور مناسب دارد. این نرم‌افزار می‌تواند تمامی این عملیات را انجام دهد. کتاب حاضر ضمن آشنا کردن مخاطب با این نرم‌افزار و راهنمایی کاربردی آن، توضیحات مفصل و جامعی درباره آن آورده است.

کتاب حاضر به زبانی ساده و بدون درگیرشدن در عبارت‌ها و رابطه‌های دقیق ریاضی و قانون‌ها و اصل‌های پیچیدۀ علمی و فیزیکی، اطلاعات مورد نیاز دانشجویان، دانش‌آموزان و علاقه‌مندان به مهندسی برق و شاخه‌های آن را دربردارد. سه محور آموزش، پژوهش و پرسش‌آفرینی مورد توجه نویسنده است. مهندس کیست و مهندسی برق چیست، گرایش‌های مهندسی برق، معرفی اجمالی بزرگان مهندسی برق، فهرست و سرفصل‌های درس‌های عمومی و پایه و اصلی، قطعه‌ها و عنصرهای سخت‌افزاری و دستگاه‌ها، مؤسسه‌های تدوین استاندارد و انجمن‌های علمی و مهندسی عنوان‌های بخش‌هایی از کتاب هستند.

یادگیری درس مدارهای الکتریکی به نوعی دروازه ورود به رشته مهندسی برق است. مباحث مدارهای الکتریکی از کاربردی‌ترین و مهم‌ترین مباحث در رشته مهندسی برق است. نویسنده در نگارش کتاب حاضر، هم به مفاهیم پایه، فلسفه و جایگاه درس مدارهای الکتریکی توجه کرده است و هم نکات کاربردی در حیطه مهارت‌ورزی را بیان کرده است. اصول و مفاهیم مدارهای الکتریکی، مدار با تحریک ثابت، قضایای شبکه، مدار با تحریک هارمونیک، جریان متناوب و شبکه‌های دو درگاهی از مطالب کتاب است.

کنترل جریان الکتریکی در مسیری به نام مدار را الکترونیک می‌گویند. نویسنده در این کتاب 13 پروژه کاربردی را آموزش می‌دهد. هر پروژه شامل فهرست قطعات مورد نیاز، راهنمای مرحله به مرحله بستن مدار و چگونگی کارکرد مدار است. چراغ‌قوه ال‌ای‌دی، تایمر چراغ، آژیر حساس به نور، چراغ‌خواب هوشمند، آمپلی‌فایر و چراغ راهنمایی سه حالته از جمله پروژه‌های کتاب است. خواننده با کامل کردن پروژه‌های کتاب با تفاوت مدار سری و موازی، راه‌های کنترل چراغ‌های متوالی و نحوه تولید صدا با فرکانس‌های مختلف آشنا می‌شود.

کتاب به مبحث برق و حوادث ناشی از کار مرتبط در کارگاه‌ها پرداخته است. در این مطالعه حوادث و خطراتی که ممکن است هنگام کار با انرژی الکتریکی به‌وجود بیاید، مانند شوک الکتریکی، سوختگی و حریق بررسی می‌شود و همچنین آمار و اطلاعات و تجزیه و تحلیل حوادث، به صورت کاربردی و راهکارهای پیشنهادی ارائه شده است. در ضمن مخاطبان با عواقب انرژی الکتریکی و راه‌های پیشگیری از آن آشنا می‌شوند.

افزایش و گسترش نیروگاه‌ها، خطوط انتقال و توزیع در شبکه قدرت، موجب مشکلاتی چون افزایش تلفات، بی‌ثباتی ولتاژ، کاهش توان انتقالی از خطوط و خطاهای دیگر می‌شود. در کتاب پیش رو راهکارهای حل این مشکلات و بهبود پارامترهای مرتبط تشریح و بررسی شده است. علاوه بر آن، تولید توان اکتیو و راکتیو به‌وسیله ژنراتورهای سنکرون و خطوط انتقال و نیز تثبیت ولتاژ برای متعادل کردن شبکه شرح داده شده است.

در کتاب حاضر مفاهیم و ساختمان ترانسفورماتورهای قدرت به بیانی تخصصی تشریح شده است. یک لوح فشرده آموزشی نیز به کتاب ضمیمه است که طی آن، مطالب تئوری و توضیحات فنی با عکس‌ها و فیلم‌های آموزشی همراه شده است. برای غنی‌تر کردن معلومات مخاطبان، نسخه الکترونیکی بعضی از کتاب‌های مرجع همراه با استانداردها و کاتالوگ‌های ترانسفورماتور نیز در این لوح ارائه آمده است.