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Exemplo: sistemas elétricos de potência.

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Engenharia elétrica é o ramo da engenharia que trabalha com os estudos e aplica??es da eletricidade, eletromagnetismo e eletr?nica. Este setor surgiu em meados do século XIX quando da comercializa??o, da distribui??o e utiliza??o da energia elétrica.

Nos Estados Unidos, a engenharia elétrica é considerada para lidar com os problemas associados com sistemas de energia elétrica e sistemas eletr?nicos, sendo que as principais institui??es, como o Instituto de Tecnologia de Massachusetts, Instituto de Tecnologia da Califórnia, Universidade Stanford e Universidade de Michigan, abordam sistemas elétricos, eletr?nica, micro-eletr?nica ou de comunica??es de forma integrada à engenharia elétrica. Nos restantes países da América n?o é diferente. No Brasil, por exemplo, a eletr?nica em alguns cursos corresponde à maior parte dos conteúdos abordados durante a gradua??o em engenharia elétrica. Sendo assim, n?o ocorre a distin??o entre engenharia elétrica e engenharia eletr?nica, sendo consideradas um curso comum.

Na Europa, geralmente s?o ofertados cursos de engenharia eletrotécnica e eletr?nica separadamente, onde o primeiro é voltado à sistemas de energia elétrica, e o segundo apresenta maior ênfase nos sistemas eletr?nicos. Outros cursos superiores relacionados com eletr?nica s?o: Engenharia Eletr?nica e de Telecomunica??es, Engenharia de Sistemas e Comunica??es, Engenharia Informática, Engenharia Informática e de Computadores, entre outras.

No Brasil, a engenharia elétrica é geralmente cursada em cinco anos, e assim como nos EUA, incorpora a engenharia eletr?nica e telecomunica??es, tal como é reconhecido pelo Ministério da Educa??o e pelo Conselho Federal de Engenharia e Agronomia. Frequentemente est?o presentes disciplinas que podem sobrepor o processamento de energia e o processamento de informa??es, como por exemplo, eletr?nica industrial.

História

As descobertas de Michael Faraday iniciando o desenvolvimento do motor elétrico.

Ver artigo principal: História da engenharia elétrica

A eletricidade ficou sujeita ao interesse científico desde o final do século XVII. O primeiro engenheiro eletricista foi provavelmente William Gilbert, inventor do Versório: uma máquina que detectava a presen?a de objetos com cargas estáticas. Ele também foi o primeiro a desenhar uma explícita distin??o entre o magnetismo e a eletricidade estática e é de seu mérito a estabiliza??o do termo eletricidade. Em 1775, Alessandro Volta concebeu em experiências científicas o eletróforo, uma máquina que produz uma carga elétrica estática, e em 1800, Volta desenvolveu a pilha voltaica, um precursor da bateria elétrica.

Século XIX

A partir do início do século XIX as pesquisas sobre eletricidade intensificaram-se. O desenvolvimento notável desse século pode ser ilustrado pelos trabalhos de Georg Ohm, que em 1827 quantificou a rela??o entre a corrente elétrica e a diferen?a de potencial em um condutor elétrico; por Michael Faraday, que em 1831 descobriu a indu??o eletromagnética; e James Clerk Maxwell, que em 1873 publicou a unifica??o das equa??es de Maxwell sobre eletricidade e magnetismo em sua tese Eletricidade e Magnetismo.

Come?ando em 1830, o esfor?o foi aplicar a eletricidade em utiliza??es práticas, como o telégrafo. Pelo final do século XIX o mundo tinha sido alterado eternamente pela possibilidade da ágil comunica??o com o desenvolvimento da engenharia de linhas térreas, com os cabos submarinos e com o telégrafo sem fio (1890).

As aplica??es e os avan?os em várias áreas criou a necessidade de melhorar os padr?es de medida. Isto conduziu à padroniza??o de unidades como o volt, ampere, coulomb, ohm, farad e henry. Isso foi obtido pela conferência internacional de Chicago em 1893. A publica??o destes padr?es formavam a base dos futuros avan?os na padroniza??o de diversas indústrias e em muitos países imediatamente reconhecidos em normas nas legisla??es pertinentes.

Thomas Edison construiu a primeira linha do mundo de suprimento de energia elétrica em larga escala.

Durante estes anos, o estudo da eletricidade foi pela maioria considerada como um sub-campo da física até que em 1885 as universidades e os institutos tecnológicos como o Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e a Universidade Cornell iniciou a oferta de cursos de gradua??o em engenharia elétrica. A Universidade Técnica de Darmstadt fundou o primeiro departamento de engenharia elétrica do mundo em 1882. Neste mesmo ano, subordinado pelo professor Charles Cross do MIT come?ou a oferecer a primeira op??o de curso em engenharia elétrica dentro do departamento de física. Em 1883, a Universidade Técnica de Darmstadt e a Universidade Cornell introduziu mundialmente os primeiros cursos de bacharelado em engenharia elétrica e em 1885 a University College London fundou o primeiro magistério de engenharia elétrica na Gr?-Bretanha. A Universidade de Missouri estabeleceu o primeiro departamento de engenharia elétrica nos Estados Unidos da América em 1886. Depois outras institui??es implementaram o curso de engenharia, como a Cornell e o Instituto de Tecnologia da Geórgia em Atlanta, na Geórgia.

Durante estas décadas a aplica??o da engenharia elétrica melhorou significativamente. Em 1882, Thomas Edison apresentou o primeiro sistema de transmiss?o de energia elétrica do mundo que provia 110 volts de corrente contínua a 59 moradores na Ilha de Manhattan em Nova Iorque. Em 1884, Charles Algernon Parsons inventou a turbina a vapor. As turbinas hoje fornecem cerca de 80% da energia elétrica do mundo, de diversas fontes caloríficas. O sistema de energia por corrente alternada desenvolveu rapidamente depois de 1886 com a proje??o do transformador (pela possibilidade de aumentar e diminuir a diferen?a de potencial em longas distancias) e dos motores a corrente alternada, abrangendo independentemente os motores de indu??o por Galileo Ferraris e Nikola Tesla, além do sistema trifásico inventado por Mikhail Dolivo-Dobrovolsky e Charles Eugene Lancelot Brown, sendo mais prático e eficiente. A difus?o da corrente alternada ocasionou o que foi denominado Guerra das Correntes entre os sistemas de transmiss?o C.A. e C.C., sendo a C.A. adotado como padr?o internacional.

Desenvolvimento dos componentes eletr?nicos e da eletrotécnica

Durante a inven??o da rádio, muitos cientistas e inventores contribuíram para a comunica??o via rádio na eletr?nica. Numa experiência clássica de física em 1888, Heinrich Hertz transmitiu ondas de rádio com um transmissor por arco elétrico usando simples dispositivos elétricos. O trabalho matemático de James Clerk Maxwell durante a década de 1850 tinha apresentado a possibilidade de existirem ondas de rádio, porém, Heinrich Hertz foi o primeiro a demonstrar a sua existência em 1888.

Guglielmo Marconi é conhecido pelo seu trabalho pioneiro em transmiss?o de rádio a grandes distancias.

Em 1897, Karl Ferdinand Braun introduziu os tubos de raios catódicos como parte de um osciloscópio, uma tecnologia crucial para o desenvolvimento da televis?o. John Fleming inventou o primeiro tubo de rádio, o diodo, em 1904. Dois anos depois Robert von Lieben e Lee De Forest desenvolveu de forma independente o tubo amplificador, chamado de triodo. Em 1895, Guglielmo Marconi aplicou os métodos de Hertz em sistemas sem fios. Logo, enviou estas ondas a uma distancia de milha e meia. Em dezembro de 1901 descobriu que as ondas enviadas n?o eram afetadas pela curvatura da Terra. Depois, Marconi transmitiu ondas sobre o Atlantico entre a cidade de Poldhu, em Cornwall e St. John's, em Newfoundland à distancia de 2 100 milhas (3 400 km). Em 1920, Albert Hull desenvolveu o magnetron que conduziu finalmente ao desenvolvimento do forno micro-ondas em 1946 por Percy Spencer. Em 1934, o exército britanico desenvolveu em pouco tempo a tecnologia para o radar (também usado no magnetron) sob a coordena??o do Dr.Wimperis, culminando em agosto de 1936 na primeira opera??o na esta??o de radar em Bawdsey.

Em 1941, Konrad Zuse apresentou o Z3, o primeiro computador integralmente automático e programável utilizando componentes eletromecanicos. Em 1943, Tommy Flowers projetou e construiu o Colossus (computador), o primeiro computador completamente eletr?nico, digital e programável. Em 1946, com o ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) de John Presper Eckert e John Mauchly resulta o come?o da era da computa??o. A performance aritmética destas máquinas possibilitou aos engenheiros desenvolverem integralmente novas tecnologias, incluindo o programa Apollo que culminou na alunissagem.

Especializa??es

A Engenharia Elétrica divide-se nas seguintes áreas de especializa??o:

• Sistemas de energia elétrica ou sistemas de potência - estudos de gera??o, transmiss?o e distribui??o de energia elétrica; planejamento, confiabilidade, estabilidade e prote??o de sistemas elétricos; fontes renováveis de energia e utiliza??o de técnicas computacionais aplicadas a sistemas de potência;
• Sistemas de eletr?nica de potência - estudos de dispositivos eletr?nicos de potência, fontes, partida de motores, simula??o digital de máquinas e conversores e cargas elétricas especiais;
• Sistemas de controle e automa??o - estudos de controle eletr?nico de processos industriais, máquinas eletromecanicas automatizadas, sistemas para automa??o industrial, acionamentos, controles adaptativos e n?o-lineares;
• Sistemas de eletr?nica/eletrónica - desenvolvimento de circuitos eletr?nicos para a aquisi??o de dados como temperatura, umidade, press?o, entre outros e transmiss?o de dados por radiofrequência, etc.;
• Sistemas de computa??o - estudos, fabrica??o e testes de circuitos integrados - C.I., microeletr?nica para sistemas de computa??o, processamento de sinais digitais, hardware, inteligência computacional, entre outros;
• Sistemas de telecomunica??es - estudos de sistemas de áudio e vídeo, antenas e propaga??o de ondas eletromagnéticas, micro-ondas, telefonia analógica e digital, fibras ópticas, processamento analógico e digital de sinais, telecomunica??es por satélite e redes de comunica??es;
• Sistemas biomédicos - especificar e gerir a utiliza??o de equipamentos médico-assistenciais em hospitais, clínicas e laboratórios, além do projeto e constru??o desses mesmos tipos de aparelhos.

Matérias estudadas

Matemática e física s?o as matérias básicas. O aluno passa parte do tempo em laboratórios, em especial para aprender, conhecer e interpretar fen?menos elétricos, especialmente o eletromagnetismo, assunto ao qual é dedicada parte significativa do curso. Além de matemática e física também estuda química, sociologia, comunica??o e express?o (português), e outras. Algumas faculdades d?o maior ênfase a eletrotécnica ("altas tens?es e baixas frequências") ou eletr?nica ("baixas tens?es e altas frequências").

Subdisciplinas

Engenharia eletrotécnica

Ver artigo principal: Engenharia eletrotécnica

Sistema de distribui??o de energia.

A ênfase em eletrotécnica estuda o sistema de potência elétrica. O sistema de potência elétrica compreende a gera??o, transmiss?o, distribui??o e utiliza??o de energia elétrica; materiais e equipamentos elétricos, instala??es elétricas prediais e industriais; acionamentos industriais; fontes alternativas de energia; instala??o de sistemas de alta tens?o; subesta??es, eficiência energética; sistemas de medi??o e controle. Além disso, geralmente a área de eletrotécnica abrange assuntos de outros ramos, como eletr?nica analógica, digital e de potência. é uma área fundamental para garantir o suprimento de energia elétrica para todos os setores.

Engenharia eletr?nica

Ver artigo principal: Engenharia eletr?nica

A diferen?a entre os termos eletricidade e eletr?nica está na natureza dos elementos. A eletricidade trabalha com elementos chamados passivos, os resistores, os indutores, os condensadores. Estes elementos também podem ser chamados clássicos, porque já eram conhecidos desde os primeiros estudos modernos sobre eletricidade.

A engenharia eletr?nica surgiu com a inven??o da válvula. Porém, tomou impulso em 1947 com a chegada do transístor, dando à eletr?nica o seu maior impulso. O transistor juntamente com o diodo s?o classificados como dispositivos de estado sólido. Posteriormente surgiram outros elementos eletr?nicos como transistores de potência, tiristores e TRIACs.

A eletr?nica digital surgiu quando foi possível aplicar a teoria da lógica digital (que define apenas dois estados, certo/errado; falso ou verdadeiro, 0 ou 1, ligado ou desligado, e está já existia há mais de 200 anos) em equipamentos compactos. Os primeiros computadores eram mecanicos, o que os tornava grandes e eram impraticáveis para desenvolvimento em larga escala. Os primeiros computadores a válvula diminuíram em tamanho, porém, continuaram grandes, caros e complicados. A eletr?nica digital permitiu a miniaturiza??o dos circuitos, a diminui??o do consumo de energia elétrica e o aumento na velocidade do processamento das informa??es.

A grande vantagem da eletr?nica é a de que permite que, equipamentos, máquinas e dispositivos respondam mais rápido e com maior eficiência energética:

• Eletr?nica analógica;
• Eletr?nica digital;
• Eletr?nica de potência (também conhecida como eletr?nica industrial);
• Máquinas e equipamentos eletr?nicos;
• Sistemas de medi??o e controle eletr?nico.

Engenharia de computa??o

Ver artigo principal: Engenharia de computa??o

Os supercomputadores s?o utilizados em setores diversos como a biologia computacional e nos sistemas de informa??o geográfica.

O ensino da engenharia elétrica passou por drásticas mudan?as nas últimas décadas. Muitos departamentos s?o conhecidos, agora, como departamento de Engenharia Elétrica e Computa??o, enfatizando a rápida mudan?a promovida pelos computadores, que ocupam uma posi??o de destaque na sociedade e educa??o modernas. Tornaram-se equipamentos comuns e est?o ajudando a alterar os caminhos da pesquisa, desenvolvimento, produ??o, negócios e entretenimento. O cientista, engenheiro, médico, professor - quase todos beneficiam da capacidade dos computadores armazenarem grandes quantidades de informa??o e as processar num curto espa?o de tempo. A internet, rede de comunica??o mundial por computador, é essencial aos negócios, à educa??o e às ciências.

Três ciências estudam sistemas computacionais: ciências da computa??o, sistemas de informa??o e engenharia de computa??o. A engenharia de computa??o cresceu t?o vastamente que acabou se separando da engenharia elétrica, embora em algumas escolas de engenharia, ela ainda a integre.

A engenharia de computa??o tem como objetivo o estudo e projeto de sistemas de computa??o, tanto nos aspectos de hardware como de software. Um sistema de computa??o é todo e qualquer dispositivo eletr?nico que responde à a??o de um programa, bem como às suas interliga??es.

O estudo da engenharia de computa??o tem, portanto, grande ênfase em microeletr?nica e eletr?nica digital, microprocessadores, arquitetura de computadores, sistemas operacionais, redes de computadores, sistemas embutidos, engenharia de software e processamento digital de sinais. Embora os sistemas de computa??o possam ser utilizados para controlar sistemas de potência ou máquinas elétricas, em geral, na engenharia de computa??o essas disciplinas n?o s?o estudadas.

O computador é o sistema de computa??o mais conhecido. Mas o curso de engenharia de computa??o n?o tem como foco o desenvolvimento de computadores de uso pessoal e sim de sistemas de computa??o em geral. Embora seja o mais conhecido, o computador representa apenas 20% de todos os sistemas de computa??o do mundo, sendo os outros 80% conhecidos como "Sistemas Embutidos" por serem sistemas de computa??o que fazem parte de um sistema maior, como: computadores de bordo de aeronaves e navios e sistemas de monitoriza??o e controle de usinas e fábricas industriais. Grande parte da electro-eletr?nica de hoje s?o sistemas de computa??o, pois possuem microprocessadores, firmware e software avan?ados: TVs, celulares, microondas, geladeiras, etc..

Em Portugal, o curso é conhecido como engenharia eletrotécnica e de computadores. No Brasil o curso é conhecido como engenharia de computa??o. N?o deve confundir-se com engenharia informática, que é o nome normalmente dado em Portugal e países de língua espanhola a cursos de ciências de computa??o.

áreas de atua??o:

• Indústria de manufatura de eletr?nicos;
• Empresas de software;
• Empresas de telecomunica??es.

Especialidades:

• VLSI e manufatura de circuitos integrados;
• Sistemas embutidos;
• FPGA;
• Redes de computadores;
• Arquitetura de computadores.

Engenharia de computa??o vs engenharia eletr?nica: S?o duas especialidades da engenharia elétrica. A grande diferen?a é que a engenharia de computa??o n?o estuda eletr?nica de potência (industrial) nem máquinas elétricas, tendo um aprofundamento maior em arquitetura de computadores, microprocessadores, redes de computadores e desenvolvimento de software.

Engenharia de computa??o vs ciência de computa??o A engenharia de computa??o é um curso mais longo e com carga horária maior em matérias básicas, principalmente em física e eletro-magnetismo. Na ciência de computa??o n?o é comum o estudo de circuitos elétricos, eletr?nica ou sistemas de controle, por exemplo. Por outro lado a ciência de computa??o estuda mais profundamente o ciclo de desenvolvimento de softwares, algoritmos, teoria da computa??o e banco de dados.

Controle e automa??o

Ver artigo principal: Engenharia de controle e automa??o

A engenharia de controle e automa??o tem como objetivo desenvolver máquinas eletromecanicas para automatizar processos industriais, e controladores que melhorem o desempenho de sistemas dinamicos para trabalharem de maneira auto-regulada ou auto-gerenciada.

Para alcan?ar este objetivo é necessário realizar o projeto de automa??o. Primeiro identificando o sistema que se deseja automatizar ou controlar. Depois disso, deve-se modelar matematicamente este sistema, além de construir fisicamente as máquinas e os controladores. Por fim, ajusta-se e calibra-se o sistema, definindo os parametros de opera??o e manuten??o.

é dada ênfase a alguns conhecimentos de engenharia elétrica, mecanica e computa??o para aplica??es em: projeto de máquinas, controle de processos industriais, automa??o da manufatura, controle de servomecanismo (rob?s e manipuladores), automa??o de servi?os (predial, bancário, hospitalar), controle embutido (metr?, avi?es, foguetes) e outros.

Instrumenta??o

Ver artigo principal: Instrumenta??o industrial

Os instrumentos aeronáuticos fornecem as ferramentas para os pilotos controlarem analiticamente os avi?es.

Os projetos de instrumenta??o industrial trata com variáveis como press?o,nível, temperatura, entre outras. O projeto na instrumenta??o, requere como tal um bom entendimento de física que propriamente amplia além das teorias do eletromagnetismo. Por exemplo, os instrumentos de voo medem variáveis como a velocidade do vento e de altitude para permitir aos pilotos, o controle do avi?o de forma analítica. Semelhantemente, os termopares utilizam o efeito Peltier-Seebeck para medir a diferen?a de temperatura entre dois pontos.

Telecomunica??o

Ver artigo principal: Engenharia de telecomunica??es

Na habilita??o em telecomunica??o o engenheiro deve projetar sistemas que, interligados, transmitem informa??o para diversos pontos. As informa??es podem ser áudio (voz), imagem (vídeo) ou dados. Os meios em que ser?o transmitidas s?o os mais variados: pelo ar (por ondas eletromagnéticas via radiofrequência ou micro-ondas), via cabos metálicos, fibra óptica (sinais luminosos) e até através de linhas de energia elétrica.

Telecomunica??o é a transmiss?o, emiss?o ou recep??o, por fio, radioelectricidade, meios ópticos ou qualquer outro processo eletromagnético, de símbolos, caracteres, sinais, escritos, imagens, sons ou informa??es de qualquer natureza.

Esta??o de telecomunica??es é o conjunto de equipamentos ou aparelhos, dispositivos e demais meios necessários à realiza??o de telecomunica??o, seus acessórios e periféricos, e, quando for o caso, as instala??es que os abrigam e complementam, inclusive terminais portáteis.

O profissional

O engenheiro eletricista é o profissional dedicado ao desenvolvimento e à aplica??o de um conjunto de conhecimentos científicos necessários à pesquisa, ao projeto e à implementa??o de sistemas diversos utilizados para efetuar o processamento da energia elétrica e da informa??o na forma de sinais elétricos digitais e analógicos. Nesta prática, s?o considerados os aspectos de qualidade, confiabilidade, custo e seguran?a, bem como os de natureza ecológica e ética profissional.

O campo de trabalho é vasto e inclui empresas de energia elétrica e telecomunica??es, escritórios de projetos e consultoria, firmas de montagem e manuten??o de instala??es elétricas e de telecomunica??es, indústrias diversas e empresas comerciais de pequeno e grande porte, manuten??o de equipamentos e componentes eletro-eletr?nicos, hospitais, empresas de radiodifus?o, informática etc.

As perspectivas quanto ao progresso do curso s?o boas e tendem a uma melhoria das oportunidades de trabalho, dada a grande demanda por servi?os nessas áreas e aos grandes investimentos, públicos e privados, que ser?o feitos nos próximos anos, no campo da Engenharia Elétrica.

Regulamenta??o da profiss?o no Brasil

No Brasil é considerado engenheiro eletricista quem for formado em engenharia elétrica, porém para poder exercer a profiss?o é necessário registro no sistema do CREA (Conselho Regional de Engenharia e Agronomia) do estado onde atua. O CREA regulamenta em ambito regional

No artigo 55 da lei no 5.194 de 1966, é definido como infra??o o engenheiro que exer?a atividade profissional sem registro no CREA do estado em que atua, com penalidade prevista na alínea “b” do artigo 73 da mesma lei.

Já no ambito federal quem regulamenta a profiss?o é o CONFEA sendo ele o Conselho Federal de Engenharia e Agronomia

Dia do Engenheiro Eletricista no Brasil

Comemora-se no Brasil em 23 de novembro o Dia do Engenheiro Eletricista, data em que, no ano de 1913, foi fundado o Instituto Eletrotécnico de Itajubá. Várias outras boas escolas de engenharia elétrica foram criadas posteriormente, a maioria das vezes utilizando-se do conhecimento, do exemplo e até dos recursos humanos formados na Escola de Itajubá. Decretado pela Lei No 12 074, de 29 de outubro de 2009.

Piso Salarial

A lei n.o 4950-A/66 fixa o piso salarial do profissional de engenharia, estabelecendo valor do menor salário devido ao profissional.

Ao longo dos anos muito se discutiu se a legisla??o foi criada para estabelecer piso salarial ou jornada de trabalho. No entanto, a polêmica foi pacificada com a publica??o da Súmula 370 do Colendo Superior do Trabalho, cujo entendimento é que a lei no 4 950-A/66 foi criada para fixar o piso salarial e n?o jornada de trabalho.

Logo, o salário mínimo profissional equivale a 8,5 salários mínimos para uma jornada de trabalho de 8 horas.

Regulamenta??o da profiss?o em Portugal

Em Portugal, pode exercer a profiss?o de engenheiro eletrotécnico, um diplomado num curso de licenciatura pré-Bolonha ou de mestrado em engenharia eletrotécnica, eletrónica, de telecomunica??es, acreditado pela Ordem dos Engenheiros.

Os diplomados em cursos de bacharelato ou de licenciatura pós-Bolonha em ciências de engenharia ou engenharia elétrica, conforme a especialidade do curso, podem exercer a profiss?o de engenheiro técnico de eletrónica e de telecomunica??es ou de engenheiro técnico de energia e sistemas de potência, desde que estejam inscritos na Associa??o Nacional dos Engenheiros Técnicos.

Ver também

• Wikcionário

• Engenharia
• Engenharia de base
• Engenharia de Computa??o
• Engenharia de controle e automa??o
• Engenharia de telecomunica??es
• Sistemas elétricos de potência

Outras fontes

?Glossary of electrical and electronics engineering? (em inglês). Glossário. Consultado em 16 de setembro de 2019 

Bibliografia

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