Che cosa fa un ingegnere elettrico?

L’ingegneria elettrica risale alla fine del XIX secolo ed è uno dei rami più recenti dell’ingegneria. Il campo dell’elettronica è nato con l’invenzione del tubo a diodo a valvola termoionica nel 1904 da parte di John Ambrose Fleming, ed è stato il fondamento di tutta l’elettronica, comprese radio, televisione e radar, fino alla metà del XX secolo.

Alcuni dei più importanti pionieri dell’ingegneria elettrica includono Thomas Edison (lampadina elettrica), George Westinghouse (corrente alternata), Nikola Tesla (motore a induzione), Guglielmo Marconi (radio) e Philo T. Farnsworth (televisione). Idee e concetti innovativi sono stati trasformati in dispositivi e sistemi pratici che hanno aperto la strada a ciò che abbiamo e utilizziamo oggi.

Gli ingegneri elettrici lavorano su una varietà di progetti, come computer, robot, telefoni cellulari, schede, radar, sistemi di navigazione, cablaggio e illuminazione negli edifici e altri tipi di sistemi elettrici.

Sempre più ingegneri elettrici si affidano a sistemi CAD (Computer-Aided Design) per la creazione di schemi e per la disposizione dei circuiti e utilizzano computer per simulare il funzionamento di dispositivi e sistemi elettrici.

Gli ingegneri elettrici lavorano in vari settori e anche le competenze richieste variano. Queste abilità possono variare dalla teoria dei circuiti di base a quelle richieste per essere un project manager. Anche gli strumenti e le apparecchiature di cui un ingegnere elettrico potrebbe aver bisogno sono variabili e possono variare da un semplice voltmetro a un analizzatore di fascia alta fino a un software di progettazione e produzione avanzato.

Le mansioni di un ingegnere elettrico possono richiedere:

• Valutazione di sistemi elettrici, prodotti, componenti e applicazioni
• Progettazione e conduzione di programmi di ricerca
• Applicazione della conoscenza di elettricità e materiali
• Conferma delle capacità dei sistemi e dei componenti mediante la progettazione di metodi e proprietà di prova
• Sviluppo di prodotti elettrici studiando i requisiti del cliente
• Ricerca e verifica di metodi e materiali di produzione e assemblaggio
• Sviluppo dei processi di produzione progettando e modificando le apparecchiature
• Assicurando la qualità del prodotto progettando metodi di test elettrici
• Testando i prodotti finiti e le capacità del sistema
• Preparando rapporti sui prodotti raccolta, analisi e riepilogo informazioni e tendenze
• Fornire informazioni tecniche rispondendo a domande e richieste
• Mantenere la reputazione del prodotto e dell’azienda rispettando le normative federali e statali
• Mantenere la banca dati dei prodotti tramite scrivere programmi per computer e inserire dati

Ci sono molte sotto-discipline dell’ingegneria elettrica. Alcuni ingegneri elettrici sono specializzati esclusivamente in una sotto-disciplina, mentre altri sono specializzati in una combinazione di sotto-discipline.

Le sotto-discipline più popolari sono:

Ingegnere elettronico
Gli ingegneri elettronici ricercano, progettano, creano e testano sistemi e componenti elettronici da utilizzare in settori quali telecomunicazioni, acustica, guida aerospaziale e controllo della propulsione, o strumenti e controlli. Questa carriera è molto simile a quella di un ingegnere elettrico: entrambe le carriere sono usate in modo intercambiabile negli Stati Uniti. La differenza principale è la specializzazione. Mentre gli ingegneri elettrici si prendono cura di interi sistemi elettrici, gli ingegneri elettronici si concentrano sulle parti più piccole, come singoli computer, circuiti elettronici, resistenze, condensatori, induttori, transistor e diodi e utilizzano la loro conoscenza della teoria elettronica e delle proprietà dei materiali.

Ingegnere microelettronico
La microelettronica è un sottocampo dell’elettronica e si riferisce allo studio e alla microfabbricazione di progetti elettronici molto piccoli e componenti di circuiti tipicamente realizzati con materiali semiconduttori. Molti componenti di normale progettazione elettronica sono disponibili anche in un equivalente microelettronico che può includere transistor, condensatori, induttori, resistori, diodi, isolanti e conduttori. Gli ingegneri di microelettronica utilizzano apparecchiature specializzate e tecniche di cablaggio uniche come il collegamento dei cavi a causa delle dimensioni insolitamente ridotte dei componenti, dei cavi e degli elettrodi. Man mano che le tecniche sono migliorate, la scala dei componenti microelettronici ha continuato a diminuire, quindi l’impatto delle proprietà del circuito come le interconnessioni può diventare di maggiore interesse. L’obiettivo dell’ingegnere microelettronico è trovare modi per ridurre al minimo questi effetti “parassiti”, fornendo dispositivi più piccoli, più veloci e più economici.

Ingegnere di elaborazione del segnale
Un ingegnere di elaborazione del segnale analizza e altera i segnali digitali per renderli più accurati e affidabili. Le responsabilità includono lo sviluppo, la gestione e l’aggiornamento dei segnali digitali e la creazione di algoritmi per elaborarli in modo più efficiente.Un ingegnere di elaborazione del segnale può lavorare in aree quali elaborazione di immagini, elaborazione vocale, riconoscimento di modelli, progettazione di chip, progetti a radiofrequenza, elaborazione di segnali biomedici e applicazioni spaziali e militari tra cui comunicazioni satellitari e mobili. Un uso efficiente dei segnali deriva dall’implementazione di algoritmi precisi codificati in pacchetti software con passaggi concisi e output in tempo reale. Gli ingegneri devono sviluppare i passaggi necessari, fornire le specifiche, progettare il processore che si comporta come la macchina e simulare il sistema pre-mano prima della fabbricazione.

Ingegnere energetico
Un ingegnere energetico, chiamato anche ingegnere dei sistemi di alimentazione, si occupa di un sottocampo dell’ingegneria elettrica che comprende la generazione, la trasmissione, la distribuzione e l’utilizzo di energia elettrica, insieme alle apparecchiature elettriche associate con questi sistemi (come trasformatori, generatori, motori ed elettronica di potenza). Sebbene gran parte dell’attenzione di un ingegnere energetico sia interessata ai problemi affrontati con l’alimentazione CA trifase, un’altra area di interesse riguarda la conversione tra alimentazione CA e CC e l’evoluzione di sistemi di alimentazione specifici come quelli utilizzati negli reti ferroviarie elettriche. Gli ingegneri di potenza traggono la maggior parte della loro base teorica dall’ingegneria elettrica.

Ingegnere di controllo
L’ingegneria di controllo, o ingegneria dei sistemi di controllo, viene generalmente insegnata insieme all’ingegneria elettrica in molte università e in particolare si concentra sull’implementazione di sistemi di controllo ottenuti dalla modellazione matematica di un’ampia gamma di sistemi. Questo tipo di disciplina ingegneristica utilizza la teoria del controllo automatico per progettare controllori che fanno sì che i sistemi si comportino in un certo modo, utilizzando microcontrollori, controllori logici programmabili, controllori digitali processori di segnale e circuiti elettrici Utilizzando rivelatori e sensori per misurare le prestazioni di uscita del processo controllato e fornire un feedback correttivo, è possibile ottenere le prestazioni desiderate.

Ingegnere delle telecomunicazioni
L’ingegneria delle telecomunicazioni è una disciplina incentrata sull’ingegneria elettrica e informatica che cerca di assistere e migliorare i sistemi di telecomunicazione. Il lavoro di un ingegnere delle telecomunicazioni andrà dalla progettazione di circuiti di base, alla fornitura di servizi di trasmissione dati ad alta velocità e alla supervisione dell’installazione di apparecchiature di telecomunicazione (come sistemi di commutazione elettronica, cavi in fibra ottica, reti IP e sistemi di trasmissione a microonde). utilizzare un assortimento di apparecchiature e mezzi di trasporto per progettare l’infrastruttura di rete (come doppini intrecciati, cavi coassiali e fibre ottiche) e fornire soluzioni per modalità di comunicazione wireless e trasferimento di informazioni, come servizi telefonici wireless, comunicazioni radio e satellitari e Internet e le tecnologie a banda larga.

Ingegnere di strumentazione
L’ingegneria di strumentazione trova la sua origine nell’ingegneria elettrica ed elettronica e si occupa della progettazione di dispositivi di misura per pressione, flusso e temperatura. In breve, questo campo si occupa di processi di misurazione, automazione e controllo che implicano una profonda conoscenza della fisica . Gli ingegneri della strumentazione sviluppano sensori nuovi e intelligenti, trasduttori intelligenti, tecnologia MEMS e tecnologia dente blu. Si possono trovare ingegneri di strumentazione che lavorano in quasi tutte le industrie di processo e manifatturiere coinvolte nella produzione di acciaio, petrolio, petrolchimico, energia e difesa.

Ingegnere informatico
La maggior parte delle università offre ingegneria informatica come laurea, sotto-disciplina di ingegneria elettrica o offre una doppia laurea in ingegneria elettrica e informatica. Gli ingegneri informatici ricercano, progettano, sviluppano e testano sistemi e componenti informatici come processori, circuiti stampati, dispositivi di memoria, reti e router, microchip e altri componenti elettronici. Sono specializzati in settori come i sistemi digitali, i sistemi operativi, le reti di computer, ecc. L’ingegneria informatica cerca di abbinare i dispositivi digitali con il software per soddisfare le esigenze scientifiche, tecnologiche e amministrative delle imprese e dell’industria.