الهندسة الكهربائية والإلكترونية ليستا مجرد اسمين لشيء واحد! يشرح مهندس الميكاترونيك مايكل تشاندلر الاختلافات. قد تبدو الهندسة الكهربائية والإلكترونية متشابهة ، لكنهما مختلفتان تمامًا. يتضمن كلاهما تحريك الكهرباء حول دائرة لتشغيل منتجات وآلات مفيدة ، ولكن هذا هو المكان الذي ينتهي فيه التشابه!
كيف يعملون؟
الفرق الرئيسي بين الدوائر الكهربائية والإلكترونية هو أن الدوائر الكهربائية ليس لديها القدرة على اتخاذ القرار (المعالجة) ، بينما الدوائر الإلكترونية لديها القدرة. تقوم الدائرة الكهربائية ببساطة بتزويد الآلات بالكهرباء. ومع ذلك ، يمكن للدائرة الإلكترونية تفسير إشارة أو تعليمات ، وتنفيذ مهمة تتناسب مع الظروف. على سبيل المثال ، غالبًا ما يصدر فرن الميكروويف صافرة عند الانتهاء من الطهي ، لإعلام المستخدم بأن وجبته جاهزة.
تستخدم معظم الأجهزة الحديثة مجموعة من الدوائر الإلكترونية والكهربائية. تحتوي الغسالة على دائرة كهربائية تتكون من مقبس توصيل ، وفتيل ، ومفتاح تشغيل / إيقاف ، وسخان ومحرك ، والذي يقوم بتدوير الأسطوانة. يتم إدخال دورة الغسيل ودرجة الحرارة المطلوبة من قبل المستخدم عبر لوحة التحكم. يتم تفسير هذه التعليمات من خلال الدوائر الإلكترونية ، والتي تم تصميمها وبرمجتها لفهم ما يود المستخدم بناءً على الأزرار التي تم الضغط عليها. عندما تفسر الدائرة الإلكترونية هذه الأوامر ، فإنها ترسل إشارات إلى الدائرة الكهربائية لتشغيل السخان والمحرك ، وتسخين الأسطوانة وتدويرها ، للوقت المطلوب.
اختلاف في المقياس
معظم المكونات الإلكترونية صغيرة جدًا وتتطلب جهدًا كهربائيًا مباشرًا صغيرًا (DC). قد يحتوي معالج صغير واحد ، يمكن وضعه في نهاية إصبعك ، على مئات أو آلاف المكونات الصغيرة ، وبعضها لا يتجاوز عرضه سوى عدد قليل من الذرات! تميل المكونات الكهربائية إلى أن تكون أكبر ، وتستخدم جهد التيار المتردد (AC). بينما تعمل معظم المكونات الإلكترونية على 3-12 فولت تيار مستمر ، تتطلب الأجهزة الكهربائية 230 فولت تيار متردد. ومع ذلك ، في المصانع ومحطات الطاقة ، قد تتطلب المكونات ما يصل إلى 11000 فولت ، وتنتقل معظم الكهرباء في جميع أنحاء المملكة المتحدة عند 400000 فولت!
تحتوي بعض المنتجات ، مثل أجهزة الكمبيوتر ، على مكونات إلكترونية أكثر بكثير من المكونات الكهربائية. ومع ذلك ، تحتوي المواقع الصناعية الكبيرة مثل المصانع أو محطات الطاقة على مكونات كهربائية أكثر بكثير.
كيف تعمل معا؟
عادة ما يتم توفير الارتباط بين الدوائر الإلكترونية والكهربائية عن طريق المرحلات أو الترانزستورات. هذه مفاتيح تبديل بشكل أساسي ، ولكن بدلاً من دفعها يدويًا مثل مفتاح الضوء ، يتم تشغيلها بواسطة تيار صغير من دائرة إلكترونية. لذلك ، يمكن استخدام دائرة صغيرة – غالبًا مع العديد من المكونات الصغيرة – لتشغيل معدات كهربائية أكبر بكثير. هذا يجعل استخدام المنتجات المنزلية والصناعية أكثر أمانًا ، ويعني أنها أصغر حجمًا وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة.
المرحلات هي أجهزة ميكانيكية ، عندما يتم تطبيق تيار صغير من دائرة إلكترونية ، يقوم موصل معدني بإغلاق الدائرة الكهربائية ، مما يسمح بمرور تيار أكبر بكثير. ومع ذلك ، كانت المرحلات كبيرة وغير موثوق بها ، وتميل إلى طلب الكثير من التيار. بعد الاستخدام المتكرر ، تتآكل الأجزاء المتحركة وتتوقف عن العمل بشكل صحيح. ومع ذلك ، يمكن جعل الترانزستورات أصغر بكثير وتتطلب كميات ضئيلة من التيار ، ولا تحتوي على أجزاء متحركة. تم اختراع الترانزستور في عام 1948 ، ويمكن القول أنه أهم اختراع خلال المائة عام الماضية.