电气专业的学生需要掌握以下主要知识和技能：

电路理论：

理解电路中电流、电压、电阻等基本概念，掌握电路分析方法，如基尔霍夫定律、欧姆定律、麦克斯韦方程等。

电子技术：

熟悉半导体器件、模拟电路、数字电路、微处理器技术等。

电机与控制：

学习电动机、发电机及其控制原理，包括直流电机、交流电机、步进电机、伺服电机等。

电力系统分析：

研究电力系统的组成、运行和保护，包括稳态和暂态分析，以及电力网的设计。

电力电子：

涉及电力半导体器件、变频器、整流器等电力电子设备的设计和应用。

信号与系统：

学习信号处理的基本概念，如傅里叶变换、拉普拉斯变换等。

自动控制理论：

包括经典控制理论和现代控制理论，如PID控制器、状态空间分析等。

计算机编程：

至少掌握一种编程语言，如C/C++、Python等，用于自动化控制和数据分析。

电力市场与经济：

了解电力市场的运作机制，包括电价形成、电力交易等。

项目管理：

学习如何规划、组织、领导和控制工程项目。

安全规范与法规：

熟悉电气工程相关的安全标准和法律法规。

可持续能源技术：

研究太阳能、风能等可再生能源的利用和集成。

智能电网技术：

了解智能电网的概念、架构和技术。

电力系统仿真：

使用软件工具（如MATLAB/Simulink）进行电力系统仿真。

工程实践：

获得良好的工程实践训练，具备解决实际工程问题的能力。

电气工程师通常在电力行业、电气设备制造企业、自动化控制系统公司等领域工作，负责电力设计、建设、调试、生产、运行、市场运营、科技开发和技术培训等工作。此外，他们也可能从事其他行业中的电气技术工作