¿Por qué muchos ingenieros eléctricos en ejercicio no pueden explicar las ecuaciones de Maxwell?

Los ingenieros implementan los dispositivos que la física ha dicho que es posible. Si los físicos se confunden, preguntan a los matemáticos. Si los matemáticos se estancan, hablan con Dios 😉

No, como respondió el caballero Quora User, la ingeniería electrónica requiere muy pocos detalles de las ecuaciones de Maxwell, aunque creo que una mejor base en la física cuántica, a veces, podría ser útil. El diseño digital, hasta que uno entra en relojes y señales de muy alta frecuencia, no necesita Maxwell en absoluto, hasta que la arquitectura de la PCB se acercó a las frecuencias donde las huellas se vuelven radiantes. Como dijo George, Maxwell se aplica mejor al diseño de la antena, que es lo que sucede cuando los circuitos digitales y las transiciones son lo suficientemente nítidas para exhibir efectos de RF, al igual que las antenas.

Tengo que ir con la opinión predominante aquí, las ecuaciones de Maxwells son más del ámbito de la física que de la ingeniería eléctrica, particularmente los sistemas y el diseño de circuitos.
Los ingenieros deben tener una buena formación en ciencias para que comprendan cómo funcionan las cosas en lugar de simplemente seguir las reglas generales. Las reglas generales están bien si entiendes cuándo funcionarán y cuándo no. Las peores preguntas sobre Quora parecen representar a aquellos que han escuchado alguna declaración pero no entienden el contexto y no entienden por qué no se aplica.

Esto se debe a que la mayoría de los EE probablemente solo tengan uno o como máximo dos cursos donde se presenten estas ecuaciones, y muy pocos EE usan las ecuaciones de Maxwell de manera regular. En su lugar, utilizan principios que son el resultado de estas ecuaciones fundamentales.

Las ecuaciones de Maxwell son realmente más del ámbito de la física. Toda la ingeniería se basa en teorías fundamentales en física. Los ingenieros toman principios de la física y los hacen más prácticos.

Asegúrese de revisar mi blog donde escribo regularmente sobre todos los aspectos de la ingeniería electrónica.

http://www.TeelEngineering.com/teblog

¿Es de esperar que todos los ingenieros obtengan todos los resultados de los primeros principios? ¿Crees que siempre deberían usar soluciones de “forma cerrada” a los problemas en lugar de los métodos numéricos que se usan comúnmente hoy en día? ¿Crees que están violando el espíritu de su comercio y educación?

La cuestión es que los ingenieros y otros utilizan subconjuntos de los conocimientos disponibles. La ley de Ohm es un subconjunto muy específico de las leyes físicas fundamentales que definen cómo se comporta la electricidad: V = IR no cubre la impedancia compleja, que está presente en todos los circuitos de CA. Es una simplificación, perfectamente válida, usar solo lo que se requiere. Complicar en exceso cualquier problema es exactamente lo contrario de lo que se trata la ingeniería: la aplicación práctica de la ciencia y la tecnología.

Esta es una pregunta retórica. Estás tratando de hacer una declaración que se adapte a tu propio ego / visión del mundo. Tal vez esté tratando de justificar no aprender las ecuaciones de Maxwell o no aprenderlas hasta el punto en que pueda responder preguntas básicas usted mismo.

Los modelos son un sustituto de la falta de conocimiento experiencial. Cuando no sabes cómo funcionarán las cosas, porque nunca has hecho nada antes, volver a los modelos es genial, porque eso te permite predecir las cosas. El objetivo final de los modelos es permitir la predicción. Pero la experiencia le permite hacer lo mismo y con un ROI mucho más alto.

Pero para responder a su punto, la práctica de EE no necesita volver a los primeros principios cada vez que necesitan hacer algo. Por lo general, confían en el software que realiza sus cálculos, o en las reglas generales o en los estándares de la industria. Agregue a esos años de compartimentación / especialización donde se convierte en un especialista en el diseño de placas RF, por ejemplo. Y si no sigue usando su base de conocimiento, pierde esa base.

Entonces, después de pasar más de 10 años diseñando tableros, todo lo que necesita recordar son los casos en que los diseños fallan y las mejores prácticas. La gente paga a los ingenieros experimentados, que probablemente no puedan explicar a Maxwell, muchas veces a través de ingenieros inexpertos que pueden hacerlo. ¿Crees que las personas son estúpidas para hacer eso?

Además, probablemente no habló con nadie que se dedica a modelar dispositivos / circuitos para ganarse la vida. Es probable que haya hablado con EE de planta que trabajan en la implementación, no en el diseño.

Porque las cosas que son fundamentales no son necesariamente importantes para lo que realmente hacen. Considera el ajedrez, hacer piezas de ajedrez es fundamental para el juego. El ajedrez no se puede jugar sin ellos. Pero, ¿cuántos jugadores de ajedrez crees que podrían reducir un conjunto de piezas? Del mismo modo, la mayoría de la ingeniería eléctrica no podría suceder si nadie resolviera las ecuaciones de maxwells. Pero no necesariamente necesita aplicar directamente el conocimiento de ellos para hacer un buen trabajo de ingeniería eléctrica.

Perspectiva ligeramente diferente. Era estudiante de física antes de estudiar ingeniería eléctrica. Tuve una clase semestral donde tomamos electricidad básica, aplicamos Relatividad Especial y derivamos las ecuaciones de Maxwell. Cuando estudié EE no había tal enfoque en las ecuaciones de Maxwell.

Como ingeniero de diseño de hardware durante 27 años, nunca he tenido la necesidad de utilizar este conocimiento. Las ecuaciones de Maxwell son complejas en su sutileza e implicaciones, y la facilidad con ese nivel de matemática se erosiona rápidamente para la mayoría de las personas cuando no la usan durante un período prolongado de tiempo. Si bien sin duda los individuos podrían volver a aprenderlo, no tienen una razón convincente.

Vea mi publicación ( https://www.linkedin.com/pulse/2 …) donde discuto por lo que se paga a los ingenieros de hardware. Ciertamente, hay aquellos cuyas especialidades utilizan las matemáticas de manera regular (aunque, como se ha dicho, generalmente hay paquetes de software que manejan esa tarea para la mayoría de nosotros) o que se ocupan de las ramas más esotéricas de nuestra disciplina o que simplemente aman las matemáticas o tener buenos recuerdos. No cometa el error de juzgar el valor de otras personas en términos de sus propias fortalezas. Como regla general, las personas descubren lo que necesitan saber para lograr sus objetivos.

Depende de en qué trabaje el ingeniero en ejercicio. La mayoría de los ingenieros en ejercicio están preocupados y bien versados ​​sobre cómo funciona una cosa en particular en lugar del mecanismo interno. Además, aunque las ecuaciones de Maxwell son fundamentales para la ingeniería eléctrica, muchos ingenieros trabajan con circuitos y aprenden circuitos y para obtener un conocimiento práctico rara vez requieren una comprensión profunda de las ecuaciones de Maxwell.

Es porque tienen una década de experiencia, y eso generalmente les ha demostrado que las ecuaciones de Maxwell no ocurren en su ámbito de análisis. Deberías haberles preguntado cuándo tenían -1 años de experiencia, entonces probablemente solo señalarían su camisa.

Todo el punto de ser ingeniero es

Derivar la aplicación de todas las leyes científicas y aplicarlas para hacer algo útil.

No,

Ser capaz de deletrear cada ley científica y ecuación palabra por palabra.