Waar zouden we zijn zonder elektrotechniek?

Elektrotechniek is erg breed en richt zich op de studie en toepassing van elektriciteit en elektromagnetische velden. Door de enorme ontwikkelingen gedurende de afgelopen 150 jaar is dit vakgebied uitgegroeid tot één van de belangrijkste technische disciplines. Binnen de Elektrotechniek zijn een aantal hoofdrichtingen te onderscheiden:

Elektronica

Eén van de bekendste vakgebieden is Elektronica dat de kennis en toepassing van actieve en niet-lineaire componenten beslaat zoals transistors. In elektrische netwerken worden actieve componenten met weerstanden, condensatoren en spoelen samengevoegd tot schakelingen. De voortschrijdende miniaturisatie in de vervaardiging van deze netwerken heeft geleid tot complete systemen op een chip. Hierdoor is het uiteindelijk ook mogelijk geworden de microprocessor te ontwikkelen; de computertechniek vormt een spin-off van deze ontwikkeling. Elektronica die gebruikmaakt van zowel elektronen (elektriciteit) als fotonen (licht) heet opto-elektronica. Waar in de elektronica doorgaans sprake is van geringe tot zeer kleine vermogens, wordt gesproken van vermogenselektronica zodra er stromen geschakeld worden in de grootte vanaf enkele ampères tot in kiloampères bij sperspanningen van kilovolts, dus voor vermogens in de megawatts (MW).

Elektrische energietechniek

Elektrische energietechniek houdt zich niet alleen bezig met elektriciteitsopwekking en de elektrische distributienetwerken, maar ook met elektrische circuits en materialen (bijvoorbeeld isolatoren) die hoge spanningen en stromen kunnen weerstaan en schakelen. Omdat de opwekking vaak plaats vindt door mechanische apparaten (windmolens en turbines), is dit een veelomvattend vakgebied dat zowel werktuigbouwkunde, mechatronica en elektrotechniek omvat.

Meettechniek

De meettechniek maakt het meten met behulp van elektrotechniek mogelijk. Metingen aan een elektrisch circuit veranderen automatisch de elektrische spanningen en stromen binnen dat circuit. Het doel is om de invloed van de meetinstrumenten te minimaliseren of zelfs te compenseren. Dit vakgebied omvat ook sensoren die gebruikmaken van de elektrische, elektromechanische en elektrochemische eigenschappen van een bepaald materiaal. Denk bijvoorbeeld aan het magnetisch resistieve effect van hoekverdraaiingen en lichtafhankelijke weerstanden voor het meten van de lichtintensiteit.

Meet- en regeltechniek

Deze specifieke tak van de elektrotechniek kent een grote overlap met een aantal werktuigbouwkundige disciplines zoals pneumatiek, hydrauliek en procestechniek. De meet- en regeltechniek richt zich op het meten en regelen van allerlei grootheden in de meest uiteenlopende processen. Voorbeelden van geregelde grootheden zijn: snelheid, druk, temperatuur of lichtintensiteit. In zijn eenvoudigste vorm gebeurt het regelen door een regelaar die een ingestelde waarde (setpoint) vergelijkt met een in een proces gemeten waarde en vervolgens een corrigerende waarde uitstuurt naar het corrigerend orgaan (bijvoorbeeld een regelklep). Regelaars kunnen elektronisch, pneumatisch, mechanisch en hydraulisch zijn uitgevoerd. In moderne gecomputeriseerde meet- en regelsystemen kunnen regelaars in software zijn uitgevoerd. Een vergevorderde afgeleide van de meet- en regeltechniek wordt ook wel procesautomatisering genoemd.

Elektromechanica

In de Elektromechanica wordt met behulp van elektromagnetische velden beweging veroorzaakt, of andersom: elektro-mechanische omzetting. Denk hierbij aan elektromotoren, relais, dynamo's en elektromagneten. Elektrische aandrijfsystemen zijn een mooi voorbeeld van de integratie van een aantal elektrotechnische vakgebieden om tot een aandrijving van een papiermachine of een elektrisch aangedreven auto te komen.

Telecommunicatietechniek

Telecommunicatietechniek omvat de kennis en de toepassing van het overbrengen van informatie van de ene plek naar een andere via verbindingen zoals een coaxkabel, glasvezelkabel of  radiosignalen. Deze netwerkverbindingen maken gebruik maken van gestandaardiseerde communicatieprotocollen zoals bijvoorbeeld de CAN-bus Enkele andere voorbeelden van hoe elektromagnetische velden gebruikt worden in het dagelijks leven zijn: het antenne-ontwerp van mobiele telefoons, de magnetron of de MRI-scanner.

Veelzijdig

Vaak zien we dat deze vakgebieden gecombineerd worden toegepast (en vaak ook in samen met  werktuigbouwkundige disciplines) om tot veelzijdige technologische oplossingen en producten te komen. Onze huidige maatschappij zou niet kunnen voortbestaan zonder de talloze hulpmiddelen die dit boeiende vakgebied ons biedt!

Meer weten?

De opleidingen Basis elektrotechniek en schema lezen (ET-1) en Keuren van elektrisch handgereedschap voor niet-elektrotechnici bieden een mooie basis door het uitvoeren van metingen, bouwen van schakelingen, het opsporen van storingen en het periodieke keuringen van elektrisch handgereedschap. Bovendien sluiten ze naadloos aan op de praktijk.   Tekst: Paul de Bruijn, freelance docent Technische bedrijfskunde en Hoogspanningstechniek