انجام پایان نامه کارشناسی ارشد برق دکتری مهندسی برق قدرت کنترل مخابرات الکترونیک

انجام پایان نامه کارشناسی ارشد برق دفتر نمایندگی الزویر در کشور در سال 1380 به درخواست دانشگاه صنعتی شریف در تهران تأسیس شد و به تشکیل جلسات آموزشی در مورد نحوه نگارش مقالات ISI اشتغال داشت. در سال 1387 به درخواست دانشجویان دانشگاه شریف و دیگر دانشگاه های معتبر سراسر کشور کار خود را گسترش داد و به ارائه آموزش نحوه انجام پایان نامه، مدل سازی، نگارش و استخراج مقاله از پایان نامه پرداخت. در سال 1389 با مجوز نمایندگی الزویر و دریافت مجوز فعالیت از وزارت علوم، تحقیقات و فناوری و با کمک اعضای هیأت علمی دانشگاه شریف، شهید بهشتی و امیرکبیر، موسسه پژوهشی الزویر تأسیس شد و دپارتمان های کامپیوتر و برق شکل گرفت. در سال 1391 با پیشنهاد اعضای هیأت علمی دانشگاه علامه طباطبایی و تهران دپارتمان های مدیریت و حقوق شکل گرفت. در سال 1392 دپارتمان های عمران، معماری، مکانیک و صنایع، مواد و هوافضا تشکیل و تحت مجموعه دپارتمان های فنی مهندسی قرار گرفت. در سال 1393 دپارتمان های روانشناسی، زبان و ادبیات انگلیسی، زبان و ادبیات فارسی، فلسفه، هنر و گرافیک نیز تشکیل و تحت مجموعه دپارتمان های علوم انسانی قرار گرفت. موسسه پژوهشی الزویر با 11 سال سابقه موفق در زمینه آموزش انجام پایان نامه، مقاله و پروژه های دانشجویی در خدمت دانشجویان عزیز داخل و خارج از کشور برای پایان نامه، پروپوزال، سمینار، تحقیق و پروژه های دانشجویی و همچنین تهیه مقالات کلاسی، مروری، علمی پژوهشی، ISC و ISI در همه مقاطع تحصیلی کاردانی، کارشناسی، کارشناسی ارشد و دکترا می باشد. با توجه به تأکید نماینده الزویر بر کیفیت بالا و قابل دفاع پایان نامه ها و امکان استخراج مقالات isi با ایمپکت قابل قبول از پایان نامه ها و نظارت مداوم نماینده وزارت علوم بر کیفیت انجام کارها در موسسه پژوهشی الزویر، موسسه حساسیت زیادی بر کیفیت انجام پایان نامه ها، مقالات و پروژه های دانشجویی دارد و از همان مرحله تعیین موضوع تا دفاع نهایی توسط دانشجو کیفیت انجام کار رصد می شود.

انجام پایان نامه کارشناسی ارشد برق پروژه شبیه سازی مقاله های دانشجویی کارشناسی ارشد دکتری متلب مهندسی isi برق قدرت کنترل مخابرات الکترونیک

انجام پایان نامه کارشناسی ارشد برق پروژه شبیه سازی مقاله های دانشجویی کارشناسی ارشد دکتری متلب مهندسی isi برق قدرت کنترل مخابرات الکترونیک

انجام پایان نامه کارشناسی ارشد برق پروژه شبیه سازی مقاله های دانشجویی کارشناسی ارشد دکتری متلب مهندسی isi برق قدرت کنترل مخابرات الکترونیک

الکتریسیته برق نیروی الکتریکی مجموعه‌ای از پدیده‌های طبیعی است که به حضور و جریان بار الکتریکی وابسته است. طبق توصیف معادلات ماکسول الکتریسیته با مغناطیس در ارتباط است و هر دو بخشی از پدیده الکترومغناطیس هستند. الکتریسیته آثار متنوع زیادی چون آذرخش، الکتریسیته ساکن، گرمایش الکتریکی و تخلیه بار الکتریکی و … دارد. وجود بار الکتریکی، که می‌تواند مثبت یا منفی باشد، میدان الکتریکی تولید می‌کند. حرکت بار الکتریکی که جریان الکتریکی نام دارد میدانی مغناطیسی تولید می‌کند.

زمانی که بار در مکانی با میدان مغناطیسی غیر صفر قرار می‌گیرد، نیرویی بر آن اثر خواهد گذاشت. اندازه این نیرو با قانون کولن اندازه‌گیری می‌شود. اگر بار به حرکت در بیاید میدان مغناطیسی بر روی بار کار انجام می‌دهد. در این حالت می‌توان گفت پتانسیل الکتریکی در نقطه‌ای مشخص در فضا وجود دارد که با کاری که توسط عامل خارجی انجام داده شده تا یک واحد بار را از نقطه اول به نقطه ثانویه حمل کند برابر است و با ولت اندازه‌گیری می‌شود.

برق قلب فناوری‌های مدرن است و به این منظورها استفاده می‌شود:

• توان الکتریکی: استفاده از جریان الکتریکی برای تأمین انرژی وسایل برقی را گویند.

• الکترونیک: در حالی که با مدارهای الکتریکی در ارتباط است، شامل اجزای فعال الکتریکی از جمله لامپ‌های خلأ، ترانزیستورها، دیودها و مدارهای مجتمع می‌باشد.

پدیده‌های الکتریکی از گذشته دور مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، اما پیشرفت در درک نظری تا قرن‌های هفدهم و هجدهم به آرامی اتفاق افتاد. حتی آن زمان نیز کاربرد الکتریسیته اندک بود، و این موضوع تا اواخر قرن نوزدهم و زمانی که مهندسان قادر به استفاده از برق در مناطق صنعتی و مسکونی شوند، ادامه یافت. پیشرفت سریع در تکنولوژی الکتریکی صنعت و جامعه را دگرگون ساخت. کاربرد گسترده الکتریسیته سبب شد که از آن در موارد کاربردی بدون محدودیت شامل حمل و نقل، گرمایش، روشنایی، مخابرات و محاسبات استفاده شود. اکنون الکتریسیته پایه‌های جامعه صنعتی مدرن را تشکیل می‌دهد.

خیلی پیشتر از هر اطلاعی از الکتریسیته، مردم از شوک‌های ماهی‌های الکتریکی آگاهی داشتند. در نوشته‌های مصریان باستان که از سده ۲۸ (پیش از میلاد) باقی مانده‌اند، نام این‌گونه‌ها را تندرگرهای نیل گذاشتند، و آن‌ها را محافظ سایر ماهی‌ها می‌دانستند. هزاران سال قبل، ماهی‌های الکتریکی به وسیله یونان باستان، امپراطوری روم و طبیعت‌شناسان مسلمان گزارش شده است. چند نویسنده باستانی، مانند پلنیوس و اسکریبونیوس لارگوس به وجود تأثیرات بی‌حس‌کنندهٴ شوک‌های الکتریکی ناشی از گربه‌ماهی‌های الکتریکی و سپرماهی‌سانان پی بردند و دریافتند که این شوک‌ها، به‌وسیلهٴ اشیای هادی انتقال می‌یابد. به بیماران مبتلا به بیماری‌هایی چون نقرس یا سردرد، توصیه می‌شد که ماهی الکتریکی را لمس کنند تا شاید نیروی قدرتمندش آن‌ها را درمان کند. اولین و نزدیکترین روش کشف برای شناسایی آذرخش و الکتریسیته، به اعراب نسبت داده می‌شود، که قبل از قرن ۱۵ام، واژه عربی «رعد» را به پرتوماهی برقی اطلاق کردند.

مردم در تمدن‌های کنار مدیترانه دریافته بودند که اجسامی چون کهربا، با مالش به موهای گربه می‌توانند اجسام سبک چون پر را جذب کنند. دانشمند و فیلسوف یونانی، تالس حدود ۶۰۰ سال پیش از میلاد، پس از مطالعاتی که بر روی الکتریسیته ساکن انجام داد، چنین برداشت کرد که مالش، کهربا را تبدیل به ماده مغناطیسی می‌کند و برخلاف آن، معادنی چون مگنتیت نیازی به مالش ندارند. طبق نظریه‌ای مورد مناقشه، به دلیل اکتشاف باتری بغدادی، کشف الکتریسیته را به ایران و بین‌النهرین باستان در دوره اشکانیان نسبت می‌دهند. اما با وجود شباهت این قطعه باستانی با پیل گالوانی، دانشمندان در این مورد که واقعاً آن خاصیت الکتریکی داشته یا خیر تردید دارند.

بنجامین فرانکلین در قرن ۱۸ام، تحقیقات وسیعی بر روی الکتریسیته انجام داد که این تحقیقات توسط جوزف پریستلی با عنوان تاریخچه و شرایط فعلی الکتریسیته تنظیم شد. فرانکلین با این فرد مکاتبات گسترده‌ای انجام داد. الکتریسیته تا سال ۱۶۰۰ به مدت چند هزار سال تنها به‌عنوان یک کنجکاوی ذهنی قلمداد می‌شد، تا این‌که ویلیام گیلبرت، دانشمند انگلیسی، مطالعات دقیقی پیرامون الکتریسیته و مغناطیس انجام داد. او تأثیر سنگ آهنربا را به وسیله مالش کهربا شناسایی کرد. او واژه electricus را به خاصیت جذب اجسام کوچک، پس از مالش، نسبت داد. پس از این رویداد، واژه الکتریسیته و الکتریکی برای اولین در کتاب سیودودکسیا اپیدمیکا، نوشته توماس براون چاپ شد.

بعدها افرادی چون اتو فن گریکه، رابرت بویل، استفن گری و چارلز فرانکویس این مسیر را ادامه دادند. در قرن ۱۸ام، بنجامین فرانکلین تحقیقات گسترده‌ای پیرامون الکتریسیته انجام داد. او با فروش دارایی‌های خود، هزینه کارش را فراهم کرد. مشهور است که او در سال ۱۷۵۲ یک کلید فلزی را به انتهای یک بادبادک مرطوب وصل کرد و آن را در آسمان طوفانی به هوا فرستاد. جرقه‌های متوالی که از کلید به پشت دستش می‌پریدند، نشان دادند که آذرخش قطعاً پدیده‌ای الکتریکی در طبیعت است. او همچنین رفتار ظاهراً متناقض بطری لیدن را به‌عنوان وسیله‌ای برای ذخیرهٴ مقادیر زیاد بار الکتریکی توصیف کرد. مایکل فارادی اساس تکنولوژی موتور الکتریکی را شکل داد

در سال ۱۷۹۱، لوییجی گالوانی اکتشاف خود در زمینه بیوالکتریک را منتشر کرد. او نشان داد که الکتریسیته واسطه‌ایست که به‌وسیلهٴ آن، سیگنال‌ها از یاخته‌های عصبی به ماهیچه‌ها انتقال می‌یابند. در قرن ۱۸ام، باتری الساندرو ولتا، یا پیل ولتایی، که از روی هم قرار گرفتن لایه‌های متناوب روی و مس ساخته شده بود، برای دانشمندان منبع انرژی قابل اعتمادتری نسبت به ژنراتورهای الکترواستاتیکی قدیمی فراهم کرد. کشف الکترومغناطیس، یا همان وحدت پدیده‌های الکتریکی و مغناطیسی، بین سال‌های ۱۸۱۹–۱۸۲۰ به‌وسیلهٴ هانس کریستین اورستد و آندره ماری آمپر اتفاق افتاد. در سال۱۸۲۱، مایکل فارادی موتور الکتریکی را اختراع کرد و در سال ۱۸۲۷ گئورگ زیمون اهم از نظر ریاضی مدار الکتریکی را مورد بررسی قرار داد. در سال‌های ۱۸۶۱ و ٬۱۸۶۲جیمز کلرک ماکسول در کتاب درباره خطوط فیزیکی نیرو، الکتریسیته و مغناطیس را به‌طور قطعی به هم مرتبط ساخت.

درحالی که در اوایل قرن ۱۹ام، پیشرفت‌های سریعی در برق اتفاق افتاد، اواخر قرن ۱۹ام، شاهد بزرگترین پیشرفت در مهندسی برق بود. با تلاش افرادی چون الکساندر گراهام بل، اتو بلاثی، توماس ادیسون، گالیله فراری، الیور هویساید، انیوس جدلیک، چارلز آلگرنون پارسونز، ویلیام تامسون، ارنست فون زیمنس، جوزف سوان، نیکولا تسلا و جرج وستینگهاوس، الکتریسیته از حس کنجکاوی علمی به ابزاری مهم در زندگی مدرن و نیروی محرکی برای انقلاب صنعتی دوم تبدیل شد.

در سال ٬۱۸۸۷ هاینریش هرتز الکترودهایی را کشف کرد که وسیلهٴ پرتوی فرابنفش روشن می‌شدند و جرقه‌های الکتریکی را به سادگی ایجاد می‌کردند. در سال ٬۱۹۰۵ آلبرت اینشتین مقاله‌ای منتشر کرد که در آن با توصیف داده‌های آزمایشگاهی، اثر فوتوالکتریک را به‌عنوان نتیجهٴ انرژی نور نشان داد و ثابت کرد که این انرژی به‌وسیلهٴ بسته‌های کوانتمی، حمل می‌شود و به الکترون‌ها انرژی می‌دهد. این اکتشاف منجر به انقلاب کوانتمی شد. اینشتین در سال ٬۱۹۲۱ به‌خاطر کشف اثر فوتوالکتریک جایزه نوبل فیزیک گرفت. امروزه، از اثر فوتوالکتریک در حسگرهای نور و صفحه‌های خورشیدی استفاده می‌شود که اخیراً برای تولید الکتریسیته در سطح تجاری به کار می‌روند. اولین وسیلهٴ حالت جامد، ردیاب سبیل گربه‌ای بود که برای اولین‌بار در دههٴ ۱۹۳۰ در گیرنده‌های رادیویی به کار رفت. یک سیم سبیل گربه‌ای به یک بلور جامد (مانند بلور ژرمانیوم) متصل است تا با استفاده از تأثیر نقطه تماس، یک سیگنال رادیویی را شناسایی کند. در جز حالت جامد، جریان الکتریکی به عناصر و ترکیبات جامد وابسته است که به‌منظور پر کردن کاستی الکترون‌هاست که حفره الکترونی نامیده می‌شود. مفهوم حفره‌های خالی و پر با توجه به فیزیک کوانتومی قابل درک است. ماده سازنده نیز اغلب یک نیم‌رسانای بلوریست.

الکترونیک حالت جامد با ظهور ترانزیستور، ارتقا یافت. نخستین ترانزیستوری که با موفقیت آزمایش شد، ترانزیستور تماس نقطه‌ای بود که توسط جان باردین و والتر هاوسر براتین در سال ۱۹۴۷ اختراع شد، وسایل حالت جامد رایج عبارتند از: ترانزیستورها، تراشه‌های ریزپردازنده و حافظه دسترسی تصادفی. نوع ویژه‌ای از حافظه‌ها که حافظه فلش نام دارد، در یواس‌بی فلش درایوها به کار می‌رود و به تازگی، درایوهای حالت جامد جایگزین سیستم چرخش مکانیکی دیسک مغناطیسی در دیسک سخت شده‌است. وسایل حالت جامد در دهه‌های ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ محبوبیت فراوانی کسب کردند، که مصادف با تغییر از تکنولوژی لامپ خلاء به دیودهای نیم‌رسانا، ترانزیستورها، مدار مجتمع و ال‌ئی‌دی بود.

بار الکتریکی

وجود بار الکتریکی سبب افزایش نیروی الکترواستاتیکی می‌شود: این بارها به یکدیگر نیرو اعمال می‌کنند؛ نیرویی که در گذشته شناخته شده ولی علتش نامعلوم بود. یک گوی سبک که از یک نخ آویزان است، هنگام تماس با میله شیشه‌ای باردار که تحت مالش با پارچه قرار گرفته، می‌تواند باردار شود. اگر گوی دیگری نیز با همان میله شیشه‌ای باردار شود، گوی قبلی را دفع می‌کند: بار تلاش می‌کند تا دو گوی را از هم دور کند. دو گوی باردار شده به وسیله میله پلاستیکی نیز یکدیگر را دفع می‌کنند. اما، اگر یک گوی به وسیله میله شیشه‌ای و گوی دیگر به وسیله یک میله پلاستیکی باردار شود، این دو گوی یکدیگر را جذب می‌کنند. شارل آگوستن دو کولن این پدیده را در قرن هیجدهم کشف کرد. او استنباط کرد که بار الکتریکی، خود را به دو شکل نمایان می‌کند. این کشف به قانون مشهوری منجر شد: اجسام با بار همنام یکدیگر را دفع و اجسام با بار غیر همنام یکدیگر را جذب می‌کنند.

این نیرو ذرات باردار را تحت تأثیر قرار می‌دهد. بنابرین بار تمایل دارد تا حد امکان به‌طور مساوی در یک سطح هادی پخش شود. اندازهٴ نیروی الکترومغناطیسی، چه جاذبه باشد و چه دافعه، با استفاده از قانون کولن به‌دست می‌آید. مطابق این قانون، نیرو با حاصلضرب بار دو ذره در مجذور معکوس فاصلهٴ بین آن دو متناسب است. نیروی الکترومغناطیس بسیار نیرومند است و در واقع بعد از نیروی هسته‌ای قوی، نیرومندترین نیرو به‌شمار می‌آید اما بر خلاف آن، این نیرو در تمام فواصل اعمال می‌شود. در مقایسه با نیروی گرانش، نیروی الکترومغناطیسی که دو الکترون را دفع می‌کند، ۱۰۴۲ بار قویتر از نیروی جاذبه گرانشی بین آن دو است.

مطالعات نشان می‌دهد که منشأ بار، انواع مخصوصی از ذرات زیراتمی هستند که ویژگی بار الکتریکی دارند. بار الکتریکی سبب تقویت نیروی الکترومغناطیسی می‌شود، که یکی از چهار نیروی بنیادی به حساب می‌آید. آشناترین حاملان بار الکتریکی، الکترون‌ها و پروتون‌ها هستند. تحقیقات حاکی از بقای بار الکتریکی است و این بدان معناست که در یک سیستم ایزوله، بدون توجه به هر تغییری که در سیستم روی دهد، مقدار بار کلی آن ثابت می‌ماند. در یک سیستم، ممکن است بار به‌صورت تماس مستقیم یا با عبور از یک مادهٴ رسانا —مانند سیم— از جسمی به جسم دیگر منتقل شود. به وجود بار روی یک جسم، الکتریسیتهٴ ساکن گفته می‌شود که اغلب هنگام مالش دو مادهٴ غیر همسان ایجاد می‌شود و بار از یکی به دیگری انتقال می‌یابد.

بار الکترون و پروتون مخالف همند. بنابرین، مقدار بار ممکن است مثبت یا منفی باشد. طبق قرارداد، باری که به وسیله الکترون‌ها حمل می‌شود منفی و باری که به وسیله پروتون‌ها حمل می‌شود مثبت است. این موضوع از تلاش‌های بنجامین فرانکلین سرچشمه گرفته‌است. اندازه بار را با علامت Q نشان می‌دهند که واحدش کولن است. هر الکترون حدوداً بار −۱٫۶۰۲۲×۱۰−۱۹ کولن را حمل می‌کند. بار پروتون نیز معادل الکترون، ولی با علامت مثبت است؛ یعنی ۱٫۶۰۲۲×۱۰−۱۹ کولن. بار تنها به وسیله ماده جذب نمی‌شود؛ بلکه در پادماده نیز، هر پادذره باری هم اندازه و مخالف ذره مربوطه‌اش تحمل می‌کنند. بار را می‌توان به وسیله ابزار گوناگونی سنجید. یک ابزار قدیمی برای سنجش بار الکتروسکوپ نام دارد، اگرچه هنوز در کلاس‌های درسی به کار می‌رود، برق سنج الکترونیکی جایگزین آن شده‌است.

جریان الکتریکی

حرکت بارهای الکتریکی را جریان الکتریکی گویند که شدت آن با واحد آمپر سنجیده می‌شود. جریان می‌تواند شامل حرکت هر ذره بارداری باشد؛ که اکثراً الکترون‌ها هستند. ولی هر بار در حال حرکتی، یک جریان به حساب می‌آید. جریان الکتریکی می‌تواند در هادی‌های الکتریکی به حرکت درآید، اما ممکن است نتواند در عایق‌های الکتریکی به جریان افتد. مطابق قرارداد تاریخی، جریان مثبت مسیری را که هر بار مثبت شامل شده‌ای طی کند، می‌پیماید یا از مثبت‌ترین بخش یک مدار به منفی‌ترین بخشش انتقال می‌یابد. جریانی که از این الگو پیروی کند، جریان قراردادی نام دارد. بنابرین، حرکت الکترون‌های دارای بار مخالف در یک مدار الکتریکی، یکی از آشناترین اشکال جریان، در خلاف جهت حرکت الکترون‌ها، مثبت فرض می‌شود. اما، بر اساس شرایط، یک جریان الکتریکی می‌تواند شامل یک جریان از ذرات باردار، هم در یک مسیر و هم در هر دو مسیر باشد. قرارداد مثبت به منفی برای ساده‌سازی این شرایط وضع شده‌است.

یک قوس الکتریکی یک دمونستراسیون الکتریکی از جریان الکتریکی فراهم می‌آورد. به فرایندی که در آن جریان الکتریکی از مواد عبور می‌کند، «رسانایی الکتریکی» گفته می‌شود و ذاتاً با ذرات باردار و ماده‌ای که به وسیلهٴ آن جابجا می‌شوند، متفاوت است. رسانایی فلزی، که الکترون‌ها در مادهٴ رسانایی مانند فلزات جریان می‌یابند و برق‌کافت، که در آن یون‌ها (اتمهای باردار) در مایعات یا پلاسماهایی مانند جرقه‌های الکتریکی جریان می‌یابند، مثال‌هایی از رسانایی هستند. در حالی که ذرات به خودی خود کُندند، و گاهی اوقات با سرعت رانش میانگین یک میلی‌متر در ثانیه پیش می‌روند، میدان الکتریکی که آن‌ها را پیش می‌برد، سرعت آن‌ها را به نزدیکی سرعت نور می‌رساند و سیگنال‌های الکتریکی را قادر می‌سازد که با سرعت سیم‌ها را بپیمایند.

برای شناسایی و اثبات وجود جریان، به‌طور تاریخی، به چند تأثیر قابل مشاهده آن اتکا شده‌است. جریان می‌تواند آب را تجزیه کند و این موضوع در سال ۱۸۰۰ به وسیله ویلیام نیکولسون و آنتونی کارلیسله کشف شد که امروزه با نام برق‌کافت شناخته می‌شود. در سال ۱۸۳۳، مایکل فارادی راه آنان را به خوبی ادامه داد. جریان در یک مقاومت الکتریکی سبب تجمع گرما در مقاومت می‌شود. در سال ۱۸۴۰، این اثر را جیمز ژول از نظر ریاضی مورد مطالعه قرار داد. یکی از مهم‌ترین اکتشافات مرتبط با جریان، به‌طور اتفاقی در سال ۱۸۲۰ به وسیله هانس کریستین اورستد صورت گرفت؛ او هنگام آماده‌کردن سخنرانی خود، مشاهده کرد که جریان در یک سیم، سوزنِ قطب‌نما را به حرکت درمی‌آورد. او الکترومغناطیس را —که یک تعامل اساسی بین الکتریسیته و مغناطیس است— کشف کرد. میزان انتشار الکترومغناطیسِ تولیدشده به‌وسیلهٴ قوس الکتریکی، برای ایجاد تداخل الکترومغناطیسی کافیست که می‌تواند برای باعث صدمه دیدن وسایل مجاور شود.

الکترونیک Electronics دانشی است شامل فیزیک، مهندسی، فناوری و کاربردهایی که با جریان و کنترل الکترون‌ها در خلا و ماده سروکار دارد. در الکترونیک برای کنترل جریان الکترون از دستگاه‌های فعال تقویت و یکسوسازی استفاده می‌شود، در حالیکه در مهندسی برق کلاسیک از اثرات غیرفعال مانند مقاومت، خازن و القاگر برای کنترل جریان الکتریسیته استفاده می‌شود. الکترونیک تأثیر عمده‌ای در پیشرفت جامعه مدرن داشته‌است. شناسایی الکترون در سال ۱۸۹۷، و سپس اختراع لامپ خلأ که می‌توانست سیگنال‌های کوچک الکتریکی را تقویت و یکسوسازی کند، زمینه الکترونیک و عصر الکترون را افتتاح کرد. این تمایز در حدود سال ۱۹۰۶ با اختراع لی دفارست از تریود آغاز شد، که تقویت الکتریکی سیگنال‌های رادیویی ضعیف و سیگنال‌های صوتی را با دستگاه غیر مکانیکی امکان‌پذیر کرد. تا سال ۱۹۵۰، این رشته «فناوری رادیویی» نامیده می‌شد زیرا کاربرد اصلی آن طراحی و تئوری فرستنده‌های رادیویی، گیرنده‌ها و لامپ‌های خلأ بود.

عبارت «الکترونیک حالت-جامد» پس از ساخت اولین ترانزیستور توسط ویلیام شاکلی، والتر هاوسر براتین، جان باردین در آزمایشگاه‌های بل در ۱۹۴۷ ظهور کرد. سپس در سال ۱۹۵۹ ماسفت توسط محمد عطاالله (و همکارش داوون کانگ) اختراع شد. ماسفت اولین ترانزیستور کاملاً جمع و جور بود که می‌توانست برای طیف وسیعی از کاربردها کوچک سازی و تولید انبوه شود، که باعث ایجاد انقلابی در صنعت الکترونیک شد و نقشی اساسی در انقلاب میکروالکترونیک و انقلاب دیجیتال داشت. ماسفت از آن زمان به عنصر اصلی اکثر تجهیزات الکترونیکی مدرن تبدیل شده‌است و پرکاربردترین دستگاه الکترونیکی در جهان است.

از الکترونیک به‌ طور گسترده‌ای در پردازش اطلاعات، ارتباطات از راه دور و پردازش سیگنال استفاده می‌شود. توانایی دستگاه‌های الکترونیکی در عملکرد به عنوان کلید، پردازش اطلاعات دیجیتالی را امکان‌پذیر کرده‌است. فناوری‌های اتصال متقابل مانند بردهای مدار، فناوری بسته‌بندی الکترونیکی و سایر اشکال متنوع زیرساخت‌های ارتباطی، عملکرد مدار را کامل کرده و قطعات الکترونیکی مخلوط را به یک سیستم کاری منظم تبدیل می‌کنند، که سیستم الکترونیکی نامیده می‌شود. کامپیوترها یا سیستم‌های کنترل نمونه‌هایی از سیستم الکترونیکی هستند. یک سیستم الکترونیکی ممکن است جزئی از سیستم مهندسی شده دیگر یا یک دستگاه مستقل باشد. از سال ۲۰۱۹ بیشتر دستگاه‌های الکترونیکی از قطعات نیمه هادی برای انجام کنترل الکترون استفاده می‌کنند. معمولاً، دستگاه‌های الکترونیکی شامل مدارهای متشکل از نیمه رساناهای فعال با المان‌های غیرفعال مکمل هستند. چنین مداری به عنوان مدار الکترونیکی توصیف می‌شود. علم الکترونیک با مدارهای الکتریکی سروکار دارد که شامل اجزای الکتریکی فعال مانند لامپ‌های خلأ، ترانزیستورها، دیودها، مدارهای مجتمع، الکترونیک نوری، و سنسورها، قطعات الکتریکی غیرفعال همراه و فناوری‌های اتصال داخلی هستند.

صنعت الکترونیک از بخش‌های مختلفی تشکیل شده‌است. نیروی محرک اصلی کل صنعت الکترونیک بخش صنایع نیم‌رسانا است، که در سال ۲۰۱۸ بیش از ۴۸۱ میلیارد دلار فروش داشته‌است.[۵] بزرگترین بخش صنعت، تجارت الکترونیک است که در سال ۲۰۱۷ بیش از ۲۹ تریلیون دلار گردش مالی ایجاد کرده‌است. متداول‌ترین دستگاه الکترونیکی ساخته شده، ترانزیستور اثرِ میدانی نیم‌رسانای اکسید-فلز (ماسفت) است که در سال ۱۹۵۹ اختراع شد و «اسب کاری» صنعت الکترونیک محسوب می‌شود. کشور چین به تنهایی در سال ۲۰۱۹ بیش از ۴۹۶٫۸ میلیارد دلار تجهیزات الکترونیک وارد کرده‌است که مقدار آن حتی از واردات سوخت‌های فسیلی آن کشور نیز بیشتر بوده‌است. ۳۰۶ میلیارد دلار از آن فقط متعلق به مدارهای مجتمع و ریز مونتاژها بوده‌است. مطالعه ادوات نیم‌رسانا و فن آوری مربوط به آن شاخه‌ای از فیزیک حالت جامد تلقی می‌شود، در حالی که طراحی و ساخت مدارهای الکترونیکی برای حل مشکلات عملی تحت مهندسی الکترونیک قرار دارد.

مدارهای الکترونیکی

قطعات الکترونیکی از نوع فناوری سوراخ-کامل

مدارهای الکترونیکی برای کارهای مختلفی استفاده می‌شود. کاربردهای اصلی آن‌ها عبارت است از:

کنترل و پردازش داده‌ها

تبدیل و توزیع توان الکتریکی

اجراء عملیات خاص

هر کدام از این کاربردها با میدان الکترومغناطیسی و جریان الکتریکی سرو کار دارند. گرچه از انرژی الکتریکی در سال‌های انتهایی قرن ۱۹ برای انتقال پیام به وسیله تلگراف و تلفن استفاده می‌شد، اما بیشتر پیش‌رفت مربوط به علم الکترونیک پس از ساخت رادیو شکل گرفت. در یک نگاه ساده، یک سیستم الکترونیکی را می‌توان به سه بخش تقسیم کرد:

ورودی: حسگرهای الکترونیکی و مکانیکی (یا مبدل‌های انرژی). این تجهیزات سیگنال‌ها یا اطلاعات را از محیط خارج دریافت‌کرده و سپس آن‌ها را به جریان و ولتاژ (سیگنال‌های الکتریکی) تبدیل می‌کند.

پردازنده سیگنال: این مدارها در واقع وظیفهٔ پردازش، تفسیر و تبدیل سیگنال‌های ورودی برای استفاده از آن‌ها در کاربرد مناسب را بر عهده دارد. معمولاً در این بخش پردازش سیگنال‌ها بر عهده پردازنده سیگنال‌های دیجیتال است.

خروجی: فعال‌کننده یا دیگر تجهیزات (مانند مبدل‌های انرژی) که سیگنال‌های ولتاژ یا جریان را به صورت خروجی مناسب در خواهند آورد (مانند راه انداختن یک موتور یا پخش صدا از بلندگو).

برای مثال، یک تلویزیون هر سه بخش بالا را دارد. ورودی تلویزیون سیگنال‌های پراکنده‌شده در هوا را دریافت‌کرده (به وسیله آنتن) و آن‌ها را به ولتاژ و جریان مناسب برای کار دیگر بخش‌ها تبدیل می‌کند. پردازش‌گر سیگنال پس از دریافت داده‌ها از ورودی اطلاعات مورد نیاز مانند میزان روشنایی، رنگ و صدا را از آن استخراج می‌کند. در نهایت، قسمت خروجی این اطلاعات را دوباره به صورت فیزیکی در خواهد آورد. این کار به وسیله یک لامپ اشعه کاتدی (در مدل‌های قدیمی) یا نمایش‌گر ال‌سی‌دی برای نمایش تصویر و یک بلندگو برای پخش صدا انجام خواهد شد.

لامپ‌های خلاء یکی از اولین قطعات الکترونیکی بودند که در صنعت الکترونیک تا اواسط دههٔ ۱۹۸۰ میلادی حضور داشتند. از آن زمان به بعد، قطعات نیمه هادی بیش‌تر دنیای الکترونیک را در دست گرفت. با این‌حال، لامپ‌های خلاء هنوز هم در برخی از دستگاه‌ها مانند تقویت‌کننده‌های رادیویی قدرت بالا، لامپ‌های پرتوی کاتدی، تجهیزات صوتی تخصصی، تقویت‌کننده‌های گیتار و برخی از دستگاه‌های مایکروویو استفاده می‌شود. بعدها، با پیشرفت میکروالکترونیک، قطعات کوچک‌شده و به اشکال امروزی درآمدند. امروزه، مدارها تا حدّ زیادی از حالت سخت‌افزاری خارج شده و با بهره‌گیری از میکروکنترولر یا چیپ‌های «اف‌پیجی‌ای» و پیش‌رفت روزافزون آن‌ها پیش‌تر کارهای نرم‌افزاری پیاده می‌شود.

ریز کنترل‌گر

قطعاتی مثل ترانزیستور، آی‌سی، خازن، دیود، مقاومت و غیره در مدارهای الکترونیکی به‌کار می‌رود.

انواع مدارهای الکترونیکی

مدارهای الکترونیکی را می‌توان به دو گروه تقسیم کرد: آنالوگ و دیجیتال. یک دستگاه الکترونیکی ممکن است که از یک گروه یا ترکیبی از این دو گروه مداری تشکیل شده باشد. اغلب دستگاه‌های الکترونیکی آنالوگ مانند گیرنده‌های رادیویی از ترکیب چند مدار ساخته شده‌اند. مدارهای آنالوگ با سطح ولتاژهای متنوع (و پیوسته‌ای) سر و کار دارد. مدارهای دیجیتال تنها دو سطح ولتاژ در آن‌ها تعریف شده‌است. مدار دیجیتال، از حضور حدّاقل یک قطعهٔ دیجیتالی در کنار سایر قطعات ساخته می‌شود. در این نوع، هسته اصلی مدار یک میکروپروسسور یا میکروکنترلر یا یک «آی‌سی» است که با سیگنال‌های گسسته (یا همان دیجیتال) و پیوسته (یا همان آنالوگ) به‌صورت هم‌زمان یا مجزّا در ارتباط است. مدارهای آنالوگ صرفاً از قطعات غیر دیجیتالی مثل خازن و مقاومت و سلف و … تشکیل شده‌اند که فقط با سیگنال‌های آنالوگ کار می‌کنند. منبع تغذیه یا باتری نقش پمپ محرّک مدار را ایفاء می‌کند که باعث می‌شود جریان از سمت پتانسیل بشده‌ان در مدار جاری‌شده و با عبور از قطعه‌ها به پتانسیل کم‌تر برود. جریان فقط در یک مدار بسته برقرار می‌شود و اگر در یک محل از مدار فاصله‌ای بیفتَد، جریان قطع خواهد شد. به این حالت مدار باز (open circuit) گفته می‌شود. اگر مدار را بدون حضور هیچ قطعه‌ای ببندیم و دو سر منبع ولتاژ را با یک سیم به‌هم وصل کنیم، در اثر این اتفاق و بنابر قانون اهم به دلیل صفر بودن مقاومت، جریان بی‌نهایت از سیم گذشته و منبع تغذیه و سیم را خواهند سوخت. به این حالت مدار اتصال کوتاه (Short Circuit) گفته می‌شود.

انجام پایان نامه کارشناسی ارشد برق پروژه شبیه سازی مقاله های دانشجویی کارشناسی ارشد دکتری متلب مهندسی isi برق قدرت کنترل مخابرات الکترونیک توان الکتریکی نرخی است که در واحد زمان انرژی الکتریکی توسط یک مدار الکتریکی منتقل می شود. واحد SI توان وات است، یک ژول در ثانیه. برق معمولاً توسط ژنراتورهای الکتریکی تولید می شود، اما می تواند از منابعی مانند باتری های الکتریکی نیز تامین شود. معمولاً توسط صنعت برق از طریق شبکه برق به مشاغل و منازل (به عنوان برق اصلی خانگی) عرضه می شود. توان الکتریکی را می توان در فواصل طولانی توسط خطوط انتقال انتقال داد و برای کاربردهایی مانند حرکت، نور یا گرما با راندمان بالا استفاده کرد. توان الکتریکی، مانند توان مکانیکی، سرعت انجام کار است که بر حسب وات اندازه گیری می شود و با حرف P نشان داده می شود. اصطلاح وات در عامیانه به معنای «قدرت الکتریکی بر حسب وات» استفاده می شود. توان الکتریکی بر حسب وات تولید شده توسط یک جریان الکتریکی I متشکل از یک بار Q کولن در هر t ثانیه که از اختلاف پتانسیل (ولتاژ) الکتریکی V می گذرد.

انجام پایان نامه کارشناسی ارشد برق پروژه شبیه سازی مقاله های دانشجویی کارشناسی ارشد دکتری متلب مهندسی isi برق قدرت کنترل مخابرات الکترونیک دستگاه های فعال (منابع برق) اگر بارها توسط یک “نیروی بیرونی” از طریق دستگاه در جهت از پتانسیل الکتریکی پایین به بالاتر حرکت کنند، (بنابراین بار مثبت از منفی به پایانه مثبت حرکت می کند)، کار روی بارها و انرژی انجام می شود. در حال تبدیل شدن به انرژی پتانسیل الکتریکی از نوع دیگری از انرژی، مانند انرژی مکانیکی یا انرژی شیمیایی. دستگاه هایی که در آنها این اتفاق می افتد، دستگاه های فعال یا منابع انرژی نامیده می شوند. مانند ژنراتور برق و باتری. برخی از دستگاه ها بسته به ولتاژ و جریان عبوری از آنها می توانند منبع یا بار باشند.

به عنوان مثال، یک باتری قابل شارژ زمانی که برق یک مدار را تامین می کند به عنوان منبع عمل می کند، اما زمانی که به شارژر باتری متصل می شود و در حال شارژ شدن است به عنوان یک بار عمل می کند. دستگاه های غیرفعال (بارها) هنگامی که بارهای الکتریکی از طریق اختلاف پتانسیل از ولتاژ بالاتر به ولتاژ پایین تر حرکت می کنند، یعنی زمانی که جریان معمولی (بار مثبت) از ترمینال مثبت (+) به ترمینال منفی (-) حرکت می کند، کار توسط بارهای روی دستگاه انجام می شود. . انرژی پتانسیل بارها در اثر ولتاژ بین پایانه ها در دستگاه به انرژی جنبشی تبدیل می شود. به این وسایل، اجزا یا بارهای غیرفعال می گویند.

انجام پایان نامه کارشناسی ارشد برق پروژه شبیه سازی مقاله های دانشجویی کارشناسی ارشد دکتری متلب مهندسی isi برق قدرت کنترل مخابرات الکترونیک آنها انرژی الکتریکی را از مدار “مصرف” می کنند و آن را به اشکال دیگر انرژی مانند کار مکانیکی، گرما، نور و غیره تبدیل می کنند. به عنوان مثال می توان به وسایل الکتریکی مانند لامپ ها، موتورهای الکتریکی و بخاری های الکتریکی اشاره کرد. در مدارهای جریان متناوب (AC) جهت ولتاژ به طور دوره ای معکوس می شود، اما جریان همیشه از پتانسیل بالاتر به سمت پتانسیل پایین تر می رود. انتقال نیرو از طریق مدار الکتریکی کنوانسیون علامت منفعل کنوانسیون علامت منفعل از آنجایی که توان الکتریکی می تواند به داخل یا خارج از یک جزء جریان یابد، یک قرارداد لازم است که جهت آن نشان دهنده جریان مثبت توان باشد.

جریان الکتریکی از مدار به یک جزء به طور دلخواه دارای علامت مثبت تعریف می شود، در حالی که توان جریان یافته به مدار از یک جزء دارای علامت منفی تعریف می شود. بنابراین مولفه‌های غیرفعال دارای توان مصرفی مثبت هستند، در حالی که منابع برق مصرف انرژی منفی دارند. به این کنوانسیون علامت منفعل می گویند. مدارهای مقاومتی در مورد بارهای مقاومتی (اهمی یا خطی)، قانون ژول را می توان با قانون اهم (V = I·R) ترکیب کرد تا عبارات جایگزین برای مقدار توان تلف شده تولید کند.

در مدارهای جریان متناوب، عناصر ذخیره انرژی مانند اندوکتانس و خازن ممکن است منجر به معکوس شدن متناوب جهت جریان انرژی شوند. بخشی از جریان انرژی (قدرت) که به طور میانگین در یک چرخه کامل از شکل موج AC، منجر به انتقال خالص انرژی در یک جهت می شود، به عنوان توان واقعی شناخته می شود (که به عنوان توان فعال نیز شناخته می شود). دامنه آن بخش از جریان انرژی (قدرت) که منجر به انتقال خالص انرژی نمی شود، اما در عوض در هر چرخه به دلیل انرژی ذخیره شده بین منبع و بار در نوسان است، به عنوان قدر مطلق توان راکتیو شناخته می شود. حاصل ضرب مقدار RMS موج ولتاژ و مقدار RMS موج جریان به عنوان توان ظاهری شناخته می شود. توان واقعی P بر حسب وات مصرف شده توسط یک دستگاه داده می شود

انجام پایان نامه کارشناسی ارشد برق پروژه شبیه سازی مقاله های دانشجویی کارشناسی ارشد دکتری متلب مهندسی isi برق قدرت کنترل مخابرات الکترونیک رابطه بین توان واقعی، توان راکتیو و توان ظاهری را می توان با نمایش کمیت ها به عنوان بردار بیان کرد. توان واقعی به صورت بردار افقی و توان راکتیو به صورت بردار عمودی نمایش داده می شود. بردار توان ظاهری هیپوتنوز مثلث قائم الزاویه ای است که از اتصال بردارهای توان واقعی و راکتیو تشکیل شده است. این نمایش اغلب مثلث قدرت نامیده می شود. با استفاده از قضیه فیثاغورث، رابطه بین توان واقعی، راکتیو و ظاهری

میدان های الکترومغناطیسی انرژی الکتریکی در هر جایی که میدان های الکتریکی و مغناطیسی با هم وجود داشته باشند و در یک مکان در نوسان هستند جریان دارد. ساده‌ترین مثال آن در مدارهای الکتریکی است، همانطور که بخش قبل نشان داد. با این حال، در حالت کلی، معادله ساده P = IV ممکن است با یک محاسبه پیچیده تر جایگزین شود. انتگرال سطح بسته حاصلضرب متقاطع بردارهای شدت میدان الکتریکی و شدت میدان مغناطیسی، کل توان لحظه ای (بر حسب وات) را از حجم می دهد. اصول اساسی بسیاری از تولید برق در طول دهه 1820 و اوایل دهه 1830 توسط دانشمند بریتانیایی مایکل فارادی کشف شد. روش اصلی او هنوز هم امروزه استفاده می شود: جریان الکتریکی از حرکت یک حلقه سیم یا دیسک مسی بین قطب های آهنربا ایجاد می شود. برای تاسیسات برق، این اولین فرآیند در تحویل برق به مصرف کنندگان است. سایر فرآیندها، انتقال، توزیع، و ذخیره و بازیابی انرژی الکتریکی با استفاده از روش‌های ذخیره‌سازی پمپی معمولاً توسط صنعت برق انجام می‌شود. الکتریسیته بیشتر در یک نیروگاه توسط ژنراتورهای الکترومکانیکی تولید می شود که توسط موتورهای حرارتی که توسط احتراق، نیروی زمین گرمایی یا شکافت هسته ای گرم می شوند، به حرکت در می آید.

انجام پایان نامه کارشناسی ارشد برق پروژه شبیه سازی مقاله های دانشجویی کارشناسی ارشد دکتری متلب مهندسی isi برق قدرت کنترل مخابرات الکترونیک سایر ژنراتورها توسط انرژی جنبشی جریان آب و باد هدایت می شوند. بسیاری از فن‌آوری‌های دیگر مانند پنل‌های خورشیدی فتوولتائیک برای تولید برق استفاده می‌شوند. باتری دستگاهی متشکل از یک یا چند سلول الکتروشیمیایی است که انرژی شیمیایی ذخیره شده را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. از زمان اختراع اولین باتری (یا “شمع ولتایی”) در سال 1800 توسط الساندرو ولتا و به ویژه از زمان پیشرفت فنی سلول دانیل در سال 1836، باتری ها به منبع تغذیه رایج برای بسیاری از کاربردهای خانگی و صنعتی تبدیل شده اند.

بر اساس یک برآورد در سال 2005، صنعت باتری در سراسر جهان هر سال 48 میلیارد دلار فروش دارد، با رشد سالانه 6٪. دو نوع باتری وجود دارد: باتری های اولیه (باتری های یکبار مصرف) که برای یک بار استفاده و دور ریختن طراحی شده اند و باتری های ثانویه (باتری های قابل شارژ) که برای شارژ و استفاده چند بار طراحی شده اند. باتری ها در اندازه های مختلف موجود هستند. از سلول‌های دکمه‌ای مینیاتوری که برای تامین انرژی سمعک‌ها و ساعت‌های مچی استفاده می‌شوند تا بانک‌های باتری به اندازه اتاق‌هایی که برق آماده به کار را برای مبادلات تلفن و مراکز داده رایانه فراهم می‌کنند.

انجام پایان نامه کارشناسی ارشد برق پروژه شبیه سازی مقاله های دانشجویی کارشناسی ارشد دکتری متلب مهندسی isi برق قدرت کنترل مخابرات الکترونیک صنعت برق تولید و تحویل نیرو را در مقادیر کافی به مناطقی که نیاز به برق دارند از طریق اتصال به شبکه فراهم می کند. شبکه انرژی الکتریکی را بین مشتریان توزیع می کند. برق توسط نیروگاه های مرکزی یا تولید پراکنده تولید می شود. صنعت برق به تدریج به سمت مقررات زدایی گرایش پیدا کرده است – با بازیگران نوظهور که به مصرف کنندگان رقابت را با شرکت های خدمات عمومی سنتی پیشنهاد می کنند. انرژی الکتریکی، تولید شده از ایستگاه های تولید مرکزی و توزیع شده در شبکه انتقال الکتریکی، به طور گسترده در کاربردهای صنعتی، تجاری و مصرف کننده استفاده می شود. سرانه مصرف برق یک کشور با توسعه صنعتی آن همبستگی دارد. ماشین آلات تولید موتورهای الکتریکی و مترو و قطارهای راه آهن را به حرکت در می آورند. روشنایی الکتریکی مهمترین شکل نور مصنوعی است.

انجام پایان نامه کارشناسی ارشد برق پروژه شبیه سازی مقاله های دانشجویی کارشناسی ارشد دکتری متلب مهندسی isi برق قدرت کنترل مخابرات الکترونیک انرژی الکتریکی به طور مستقیم در فرآیندهایی مانند استخراج آلومینیوم از سنگ معدن آن و در تولید فولاد در کوره های قوس الکتریکی استفاده می شود. برق قابل اعتماد برای مخابرات و پخش ضروری است. برق برای تامین تهویه مطبوع در آب و هوای گرم استفاده می شود و در برخی مکان ها برق یک منبع انرژی رقابتی اقتصادی برای گرمایش فضاهای ساختمان است. استفاده از نیروی الکتریکی برای پمپاژ آب از چاه های خانگی تا پروژه های آبیاری و پروژه های ذخیره انرژی را شامل می شود.