जेव्हा वीज आणि माहिती एकत्र येतात तेव्हा विद्युत अभियांत्रिकी कोणते बदल घडवून आणेल?

या ब्लॉग पोस्टमध्ये, आम्ही विद्युत अभियांत्रिकी - वीज आणि माहिती तंत्रज्ञानाचे मिश्रण - आधुनिक समाजात कसे परिवर्तन घडवत आहे आणि ते विविध क्षेत्रांमध्ये कसे लागू केले जाते याचा शोध घेत आहोत.

'विद्युत अभियांत्रिकी विभाग' काय अभ्यास करतो असे तुम्हाला वाटते? सामान्यतः, जेव्हा लोक 'विद्युत' हा शब्द ऐकतात तेव्हा त्यांना प्रथम स्थिर वीज आठवते, जी तुम्हाला थंड, कोरड्या हिवाळ्याच्या दिवशी जाणवू शकते. ते दिवे चालवणाऱ्या शक्तीचा देखील विचार करतात, ज्यामुळे लोकांना अंधाराच्या रात्री उज्ज्वल जागांमध्ये सक्रिय राहता येते, किंवा जीवन सोपे करणारी घरगुती उपकरणे चालवण्यासाठी वापरली जाणारी वीज. आत्ताच नमूद केलेली उदाहरणे वीज, आधुनिक समाजाची एक आवश्यक वस्तू आहे जी आपल्याला आपल्या आजूबाजूला वारंवार आढळते, याचे योग्य वर्णन करतात. तथापि, वीज आणि अभियांत्रिकी एकत्र आल्यावर काय होते हे समजून घेण्यास लोकांना अनेकदा संघर्ष करावा लागतो.
फार पूर्वी, त्याला 'इलेक्ट्रिकल इंजिनिअरिंग विभाग' असे म्हटले जात असे, परंतु अलीकडेच ते 'इलेक्ट्रिकल अँड इन्फॉर्मेशन इंजिनिअरिंग विभाग' असे बदलले गेले. नाव का बदलावे? वीज आणि माहिती यांच्यात काय संबंध आहे? नाव बदलण्याची अनेक कारणे असली तरी, मला सर्वात महत्त्वाचे वाटते त्या कारणाद्वारे मी इलेक्ट्रिकल इंजिनिअरिंग विभागात कोणत्या प्रकारचे संशोधन होते हे स्पष्ट करू इच्छितो.
इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमध्ये, 'विद्युत' हे मोठ्या प्रमाणात वीज म्हणून ऊर्जा आणि वीज म्हणून सिग्नलमध्ये विभागले जाऊ शकते. मला विशेषतः सिग्नल म्हणून वीज हाताळण्याच्या क्षेत्रात रस आहे आणि हे तंत्रज्ञान लक्षणीयरीत्या पुढे गेले आहे, इतके की ते इतर उद्योगांवर मोठ्या प्रमाणात परिणाम करते. ते विद्युत उर्जेच्या क्षेत्रात देखील वापरले जाते. प्रथम विद्युत उर्जेचे क्षेत्र स्पष्ट करण्यासाठी, वस्तू हलवणारा उर्जा स्त्रोत म्हणून ऊर्जा समजून घेणे सोपे आहे.
ऊर्जा म्हणून, वीज प्रकल्पांमध्ये वीज तयार केली जाते, देशभरात प्रसारित केली जाते आणि विविध उपकरणे चालविण्यासाठी वापरली जाते. म्हणूनच, विद्युत उर्जेमध्ये तज्ञ असलेले लोक कार्यक्षमतेने वीज कशी निर्माण करावी, बॅटरीमध्ये हा ऊर्जा स्रोत कसा साठवायचा आणि नुकसान कमी कसे करावे आणि किफायतशीरपणे वीज कशी प्रसारित करावी यावर संशोधन करतात.
औष्णिक ऊर्जेसारख्या इतर ऊर्जा स्रोतांच्या तुलनेत, विद्युत ऊर्जा अत्यंत व्यवस्थित आहे. यामुळे कमीत कमी नुकसानासह लांब पल्ल्याचे प्रसारण शक्य होते आणि ते इतर प्रकारच्या उर्जेमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी योग्य बनते. मानवजातीच्या प्रचंड प्रमाणात वापरल्या जाणाऱ्या ऊर्जेला हाताळण्यासाठी विद्युत ऊर्जा इतकी उपयुक्त असल्याने, आधुनिक समाजात विजेशिवाय जीवन अकल्पनीय आहे. हे सर्व ऊर्जा अभियंत्यांच्या योगदानामुळे आहे.
आता, वीज म्हणजे सिग्नल हे समजावून सांगूया. वीज म्हणजे वीज म्हणजे वीज म्हणजे वीज म्हणजे वीज, यापेक्षा सिग्नल म्हणजे वीज ही अधिक व्यापक संकल्पना आहे. प्रथम, सिग्नलची व्याख्या विचारात घेतल्यास, इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमध्ये, सिग्नल म्हणजे माहिती पोहोचवणारे भौतिक प्रमाण. विशेषतः, तापमान, वेग, ध्वनी आणि दाब यासारख्या विविध भौतिक प्रमाणांमध्ये, ते माहिती पोहोचवणारे व्होल्टेज आहे. सिग्नल प्रक्रियेचे क्षेत्र आहे, जे कार्यक्षमतेने सिग्नल प्राप्त करते आणि त्यांना आपण समजू शकतो अशा स्वरूपात प्रक्रिया करते आणि संप्रेषणाचे क्षेत्र आहे, जे रेडिओ किंवा टेलिफोन सारख्या उपकरणांशी व्यवहार करते जे हे सिग्नल पाठवतात आणि प्राप्त करतात. हे शब्दशः, सिग्नलशी संबंधित एक शिस्त आहे.
या तंत्रज्ञानाचा वापर कधीही आणि कुठेही सहजतेने करण्यासाठी, आपल्याला अधिक अत्याधुनिक तंत्रांची आवश्यकता आहे. सर्किटरीचे क्षेत्र आहे, जे संप्रेषणाद्वारे दूरवर पाठवलेल्या सिग्नलला वाढविण्यासाठी आणि साठवण्यासाठी सर्किट तयार करते आणि त्यामुळे त्यांची ताकद कमी होते. सेमीकंडक्टरचे क्षेत्र देखील आहे, जे या सर्किट्स तयार करणारे सेमीकंडक्टर उपकरणे तयार करते. शिवाय, इलेक्ट्रॉनिक भौतिकशास्त्र आणि उपकरणांचे क्षेत्र आहे, जे प्रक्रिया केलेल्या सिग्नलना दृश्य प्रदर्शनात रूपांतरित करण्यास सक्षम उपकरणे तयार करते. शेवटी, सिस्टम फील्ड आहे, जे ही उपकरणे सिस्टम म्हणून विश्वसनीयरित्या कार्य करतात याची खात्री करते आणि संगणक फील्ड आहे, जे सिग्नलमध्ये असलेल्या माहितीवर प्रक्रिया करते. म्हणून, सिग्नल म्हणून वीज ही केवळ व्होल्टेज नाही; ती मौल्यवान माहिती आहे जी अत्यंत काळजीपूर्वक हाताळली पाहिजे.
अलिकडच्या काळात, इलेक्ट्रिकल इंजिनिअरिंगमधील संशोधन क्षेत्रांचा विस्तार लक्षणीयरीत्या झाला आहे, ज्यामध्ये उपक्षेत्रांचा परिचय करून देण्यासाठी बरीच जागा आवश्यक आहे. यावेळी, आपण एमआरआयमध्ये लागू होणाऱ्या इलेक्ट्रिकल इंजिनिअरिंग तंत्रज्ञानाचे स्पष्टीकरण देऊ. एमआरआय हे इलेक्ट्रिकल इंजिनिअरिंग तंत्रज्ञानाचे मिश्रण आहे. मूलभूतपणे, एमआरआयला एक शक्तिशाली इलेक्ट्रोमॅग्नेट आवश्यक आहे. तुम्हाला कदाचित प्राथमिक शाळेतील विज्ञान वर्गात इलेक्ट्रोमॅग्नेट बनवताना आणि त्यावर काढलेल्या लोखंडी फायलिंगद्वारे काढलेला नमुना पाहताना आठवत असेल. एमआरआयमध्ये तयार केलेले इलेक्ट्रोमॅग्नेट बरेच शक्तिशाली असते, म्हणूनच तुम्हाला माहित आहे की तुम्ही एमआरआय स्कॅनमध्ये कोणत्याही धातूच्या वस्तू आणू शकत नाही.
हे शक्तिशाली विद्युतचुंबक आपल्या शरीरातील पाण्याच्या रेणूंना त्याच्या चुंबकीय क्षेत्राच्या दिशेने संरेखित करते. खरं तर, जरी आपल्याला ते क्वचितच जाणवते, तरी विश्वातील सर्व बलांपैकी ९०% पेक्षा जास्त विद्युतचुंबकीय बल असतात. विद्युतचुंबकीय बल सहसा समतोलात असतात, ज्यामुळे मानवांना ते जाणवणे कठीण होते. तथापि, जेव्हा हे समतोल बिघडते तेव्हा स्थिर वीज किंवा वीज पडणे यासारख्या घटना घडतात. एमआरआयकडे परत जाताना, जेव्हा समतोलातील पाण्याचे रेणू विशिष्ट वारंवारतेच्या विद्युतचुंबकीय लाटा प्राप्त करतात तेव्हा ते कंपन करू लागतात. हे रेझोनन्स इफेक्टसारखेच आहे जिथे तार असलेल्या उपकरणावर तार तोडल्याने एक विशिष्ट नोट तयार होते. म्हणूनच एमआरआयला 'चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग' म्हणतात.
जेव्हा उत्तेजित केले जाते तेव्हा कंपन करणारे पाण्याचे रेणू विशिष्ट फ्रिक्वेन्सीवर इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरी उत्सर्जित करतात. या उत्सर्जित लहरींची तीव्रता शरीराच्या ऊतींमधील पाण्याच्या घनतेनुसार बदलते. या तत्त्वाचा वापर करून, रिसीव्हर सिग्नल कॅप्चर करतो, शरीराच्या ऊतींच्या संरचनेचा अंदाज घेतो आणि ही माहिती डॉक्टरांना समजू शकेल अशा प्रतिमेत रूपांतरित करतो. सुरुवातीच्या एमआरआय मशीनना सिग्नल मिळविण्यासाठी बराच वेळ लागत असे, कधीकधी रुग्णांना क्लॉस्ट्रोफोबियाचा अनुभव येत असे.
सुरुवातीला, सिग्नल प्रोसेसिंगमध्ये तज्ज्ञ असलेल्या इलेक्ट्रिकल अभियंत्यांनी रुग्णांचा त्रास कमी करण्यासाठी आणि अधिक रुग्णांसाठी जलद इमेजिंग सक्षम करण्यासाठी एमआरआय संशोधनात स्वतःला समर्पित केले. परिणामी, मूळ प्रतिमांपासून जवळजवळ वेगळे न होणाऱ्या प्रतिमा पूर्वीपेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी सिग्नल वापरून मिळवता आल्या. अलीकडे, एमआरआय तंत्रज्ञान अशा टप्प्यावर पोहोचले आहे जिथे हृदयाच्या हालचालींचे रिअल-टाइम निरीक्षण शक्य आहे. जैविक माहितीवर नाट्यमय प्रक्रिया करण्यात ही तंत्रज्ञानाची मोठी भूमिका आहे.
अशाप्रकारे, इलेक्ट्रिकल इंजिनिअरिंगमध्ये आता केवळ आपल्या जीवनात खोलवर रुजलेली इलेक्ट्रॉनिक उपकरणेच नाही तर औषध, 3D इमेजिंग, माहिती प्रक्रिया आणि अगदी कृत्रिम बुद्धिमत्ता देखील समाविष्ट आहे. विजेच्या नावाखाली, ते अकल्पनीय क्षेत्रात विस्तारत आहे. पुढे जाऊन, इलेक्ट्रिकल इंजिनिअरिंग साध्या सिग्नल प्रक्रियेच्या पलीकडे अशा क्षेत्रात विकसित होईल जिथे संगणक सिग्नल अधिक बुद्धिमत्तेने प्रक्रिया करतात.