电气工程师需要学习和掌握的专业知识非常广泛，主要包括以下几个方面：
电路知识与设计
精通电路原理，包括基尔霍夫定律等基本定理。
能够熟练进行电路分析和计算，设计简单到复杂的电路，例如为小型工厂设计电力分配系统。
电机学
了解各种电机（如异步电机、同步电机）的原理、特性和应用场景。
能够进行电机选型和故障诊断。
电力系统分析与运行
掌握电力系统的基本概念，包括发电、输电、配电等环节。
能够进行潮流计算，分析系统的稳定性和可靠性。
PLC编程
熟练运用可编程逻辑控制器（PLC）编程，实现工业自动化控制过程，例如自动化生产线的控制。
CAD绘图
会使用AutoCAD Electrical等软件绘制电气系统图、电路图和布线图，准确表达设计意图。
故障诊断与排除
能够快速定位电气系统故障，如短路、过载等，并采取有效措施修复。
基础知识
学习高等数学、流体力学、普通物理、计算机应用基础、普通化学等。
掌握电工电子技术、理论力学、工程经济、材料力学、电路与电磁场、模拟电子技术、数字电子技术、电气工程基础等。
编程语言
学习C语言，了解编程思想，为后续的上位机开发打下基础。
控制系统设计与自动化
了解控制理论和技术，设计和实施控制系统。
开发和优化反馈控制算法，选择合适的传感器和执行器，进行系统建模和仿真。
熟悉常见的控制系统技术，如PID控制器、状态空间控制和模糊控制等。
电气安全和规范
关注电气安全问题，遵守相关的国际和国家标准。
确保电气系统符合安全规范，包括设计安全性、设备绝缘和接地、防雷和过流保护等。
项目管理与沟通技巧
了解项目管理的相关知识，能够有效地管理项目进度和资源。
掌握良好的沟通技巧，能够与团队成员和其他相关部门进行有效沟通。
建议在学习过程中，结合实际应用和项目经验，不断加深理解和掌握相关技能，以适应不断变化的市场需求和技术发展。