电气工程师需要学习和掌握以下核心技能和知识：
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。
能够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。
电力系统和电力电子
了解电力系统的设计、运行和维护，以及电力电子的应用和控制。
控制系统
学习控制系统的设计、建模和控制方法，包括传感器、执行器和控制器的选择和应用。
通信系统
学习通信系统的原理和设计，包括数字信号处理、调制解调、信道编码和解码等。
计算机硬件和软件
学习计算机硬件和软件的原理和设计，包括嵌入式系统、计算机网络和分布式系统等。
物理学和数学
学习物理学和数学的基本原理和方法，以便在电气工程中进行分析和设计。
实验室技能
学习实验室技能，包括电路测试、测量和分析的技能，以及使用各种电气设备的技能。
创新和领导力
学习创新和领导力的技能，以便在电气工程领域中成为领袖和创新者。
此外，电气工程师还需要了解电的产生、传输、分配、控制和利用方面的知识，包括电路理论、电机原理、电力系统、自动控制、电子技术等内容。他们还需要具备良好的数学、物理、化学等基础知识，以及工程实践能力和团队协作能力。随着科技的不断发展，电气工程师还需要不断学习新的技术和知识，以适应不断变化的市场需求。