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电气工程专业美国本科留学解读

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作者:传兮留学 发布时间:2021-05-19 18:03:05


 美国本科专业解析-电气工程(electrical engineering


 一.电气工程专业概述 

电气工程是以电子学、电磁学等物理学分支为基础,涵盖电子学、电子计算机、电力工程、电信、控制工程、信号处理、机械电子学等子领域的一门工程学。广义上我们所说的电气工程是包括电子工程的,即电子电气工程,其中电气工程是指涉及到大能量的电力系统(如电能传输、重型电机机械及电动机),即我们俗称的“强电”;而电子工程则是指处理小信号的电子系统(如计算机和积体电路),即我们俗称的“弱电”。


有的学校把电子工程(Electrical Engineering,EE)与计算机工程(Computer Engineering,CE)结合起来把系名命名为Electrical & Computer Engineering。一般我们所说的申请美国的电子工程专业指的就是申请美国学校的EE或ECE这两个。


绝大多数的美国综合性大学都有工程学院,而电气工程作为最热门的工科专业之一,几乎在各大高校均有开设。一般来说,电气工程会开设在学校的工程学院下,如果学校有EECS系,这个专业就会开在EECS系下面,这种情况适用于绝大多数学校(如加州大学伯克利分校);有的学校EE和CS是分开的系,这样电气工程就会在EE系下面(如哥伦比亚大学);如果没有划分具体的系,就会作为工程学院单独的一个专业存在。

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 二.电气工程专业学位设置 

电气工程专业本科阶段的学位一般为Bachelor of Science in Electrical Engineering,最后获得的学位是理学学士;也有的学校会直接叫作Bachelor of Science in Electrical and Computer Engineering


 三.电气工程专业细分 

我们从广义的角度给电气工程分为了如下几类:


1. 微电子(Microelectronics):主要是研究电子或离子在半导体材料中的运动规律及其应用,并利用它实现信号处理功能。


2. 集成电路设计(Integrated Circuit Design):有些学校将这个方向与微电子合并为一个专业,主要做将电路(主要包括半导体设备,也包括被动组件等)小型化的研究。


3. 光电方向(Optics):以光的量子力学为基础,研究光子和电子,并应用于半导体材料上。


4. 电磁(Electromagnetic):该方向主要是探讨电与磁的交互关系。主要研究的内容是电磁波,电磁场以及有关电荷,带电物体的动力学等。


5. 网络/信息安全(Network/Information Security):这个方向更偏向于是交叉学科,包含计算机科学、网络技术、密码技术和应用数学等多种学科的知识。

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6. 通信与信号处理(Communication and Signal Processing):该学科方向在国内比较热门,但是在美国却一般。它研究的主要是通信过程中的信息传输和信号处理的原理和应用。通信工程主要研究以电磁波、声波或光波的形式把信息通过电脉冲,从发送端(信源)传输到一个或多个接受(信宿),接受端能否正确辨认信息,取决于传输中的损耗高低。信号处理是通信工程中一个重要环节,包括过滤,编码和解码等。


7. 图像处理(Image processing):对图像进行分析、加工、和处理,使其满足视觉、心理以及其他要求的技术图像处理是信号处理在图像上的一个应用。


8. 系统控制(System Control):研究内容主要有鲁棒性与最优控制,大规模动态系统,多变量系统的标识,最小最大控制与动态游戏,用于控制与信号处理的自适应系统,随机与自适应控制等。


9. 电力系统(Power System):在智能电网和能源互联网的浪潮下,电力系统的研究内容越来越丰富,已不仅仅局限在保障电力供给的安全、可靠、经济、绿色、稳定运行,电力市场、电力预测等新方向也很受欢迎,与信息技术等学科的结合越发紧密。


10. 电力电子(Power Electronics):研究电能变换,致力于为用户提供最优的电能,研究内容涉及器件、拓扑和控制,是一个多学科交叉的方向。


11. 电机(Electric Machines):研究新型电机设计及其先进的控制方法,为特定用户,如航空航天飞行器、大型船舰、机器人、电动汽车等特定应用,匹配电机和电机牵引方式,使得电机更加高效、更大功率,更小,更容易制造和更好匹配应用。

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 四.本科电气工程专业课程设置和要求: 

大部分的电气工程专业的课程设置分为:数学和科学课程、技术类课程、工程类基础课程、电气工程专业课和选修课等,部分学校会有自己个性化的设置,比如有计算机科学的课程要求,或者写作课等要求。下面我们以斯坦福大学(Stanford University)为例来看下课程设置:  

斯坦福大学(Stanford University)

数学和科学课程

42-44 units

  • MATH 19 Calculus  MATH 19微积分

  • MATH 20 Calculus  MATH 20微积分

  • MATH 21 Calculus  MATH 21微积分

  • CME 100 Vector Calculus for Engineers & CME 102 Ordinary Differential Equations for Engineers (Same as ENGR 154 and ENGR 155A)或MATH 51 Linear Algebra, Multivariable Calculus And Modern Applications & MATH 53 Ordinary Differential Equations with Linear Algebra                   

    CME 100工程师向量演算和CME 102工程师常微分方程 或者 MATH 51 线性代数、多元微积分以及在现代的应用 和 MATH 53 线性代数常微分方程

  • CS 103 Mathematical Foundations of Computing 或ENGR 108 Introduction to Matrix Methods (Preferred) 或MATH 113 Linear Algebra and Matrix Theory

  • CS 103 计算机数学基础 或 ENGR 108 矩阵方法介绍 或 MATH 113 线性代数和矩阵理论

  • EE 178 Probabilistic Systems Analysis

    EE 178 概率系统分析

  • PHYSICS 41 Mechanics & EE 65 Modern Physics for Engineers 或 PHYSICS 61 Mechanics and Special Relativity & EE 65 Modern Physics for Engineers

    PHYSICS 41 力学 和 EE 65 工程师现代物理学  或  PHYSICS 61 力学和狭义相对论 和 EE 65工程师现代物理学

  • 4-5 units的science选修课

技术类课程

3-5 units

在工程学院下根据当年的课程设置选择一门

可参考链接:https://ughb.stanford.edu/courses/approved-courses/technology-society-courses-2020-21

工程类基础课程

10 units

  • CS 106B Programming Abstractions 或 CS 106X Programming Abstractions

    抽象编程:CS 106B 或 CS 106X

  • 从工学院approved list里面选一门

    可参考链接:https://ughb.stanford.edu/courses/approved-courses/engineering-fundamentals-2020-21

电气工程专业课

Minimum 16 units

  • EE 42 Introduction to Electromagnetics and Its Applications 

    EE 42 电磁学及其应用概论

  • EE 100 The Electrical Engineering Profession 

    EE 100 电气工程专业

  • EE 101A Circuits I 

    EE 101A 电路1

  • EE 102A Signal Processing and Linear Systems I 

    EE 102A信号处理与线性系统I

  • EE 108 Digital System Design

    EE 108 数字系统设计

交叉学科课程

Minimum 17 units

5 courses: 1-2 Required, 1 WIM/Design and 2-3 disciplinary area electives

从学校给出的课程list里面选至少17个学分,5门课程

可参考链接:https://exploredegrees.stanford.edu/schoolofengineering/electricalengineering/#bachelorstext

写作课

3-5 units

从以下课程中选择一门:

  • EE 109 Digital Systems Design Lab (WIM/Design) 

    EE 109 数字系统设计实验室(专业写作/设计)

  • EE 133 Analog Communications Design Laboratory (WIM/Design) 

    EE 133 模拟通信设计实验室(专业写作/设计)

  • EE 134 Introduction to Photonics (WIM/Design) 

    EE 134 光学概论(专业写作/设计)

  • EE 153 Power Electronics (WIM/Design) 

    EE 153 电力电子学(专业写作/设计)

  • EE 155 Green Electronics (WIM/Design) 

    EE 155 绿色电子(专业写作/设计)

  • EE 168 Introduction to Digital Image Processing (WIM/Design) 

    EE 168 数字图像处理导论(专业写作/设计)

  • EE 191W Special Studies and Reports in Electrical Engineering (WIM; Department approval required) (专业写作/设计)

    EE 191W电气工程专题研究报告

  • EE 264W Digital Signal Processing (WIM/Design) 

    EE 264W 数字信号处理(专业写作/设计)

  • EE 267W Virtual Reality (WIM/Design) 

    EE 267W 虚拟现实(专业写作/设计)

  • CS 194W Software Project (WIM/Design)

    CS 194W 软件项目(专业写作/设计)

设计课

3-5 units

从以下课程中选择一门:

  • EE 109 Digital Systems Design Lab (WIM/Design) 

    EE 109 数字系统设计实验室(专业写作/设计)

  • EE 133 Analog Communications Design Laboratory (WIM/Design) 

    EE 133 模拟通信设计实验室(专业写作/设计)

  • EE 134 Introduction to Photonics (WIM/Design) 

    EE 134 光学概论(专业写作/设计)

  • EE 153 Power Electronics (WIM/Design) 

    EE 153 电力电子学(专业写作/设计)

  • EE 155 Green Electronics (WIM/Design) 

    EE 155 绿色电子学(专业写作/设计)

  • EE 168 Introduction to Digital Image Processing (WIM/Design) 

    EE 168 数字图像处理导论(专业写作/设计)

  • EE 185C Engineering a Smart Object - Adding connectivity and Putting it ALL together (Design)

    EE 185C设计智能对象-添加连接并将其组合在一起(设计)

  • EE 262 Three-Dimensional Imaging (Design) 

    EE 262 三维图像(设计)

  • EE 264 Digital Signal Processing (Design) 

    EE 264 数字信号处理(设计)

  • EE 264W Digital Signal Processing (WIM/Design) 

    EE 264W 数字信号处理(专业写作/设计)

  • EE 267 Virtual Reality (Design) 

    EE 267 虚拟现实(设计)

  • EE 267W Virtual Reality (WIM/Design) 

    EE 267W 虚拟现实(专业写作/设计)

  • CS 194 Software Project (Design) 

    CS 194 软件项目(设计)

  • CS 194W Software Project (WIM/Design)

    CS 194W 软件项目(专业写作/设计)

选修课

Minimum 17 units

Students may select electives from the disciplinary areas; from the multidisciplinary elective areas; or any combination of disciplinary and multidisciplinary areas. May include up to two additional Engineering Fundamentals and any letter graded EE courses.

学生可以选择跨学科领域的选修课;多学科跨科选修课;或跨学科和多学科跨科领域的任何组合。可以包括两个额外的工程基础和任何难度级别的EE课程


 五.电气工程专业就业情况:

电气工程专业培养的多是高级技术人才,因此该专业毕业生在就业时的选择面很广,适应能力较强。一般来说,电气工程专业的研究生能够在电气工程相关的系统运行、自动控制、信息处理、试验技术、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域担任重要工作,也能到各级发电厂、供电局、电网调度所等企业从事电力设计、建设、调试、生产、运行、管理、市场运营、科技开发和技术培训等工作,或从事电气设备的维护、检修、安装和调试等方面的工作。此外,该专业的毕业生还可从事其他行业中的电气技术工作。

下面我们来看下电气工程专业的就业岗位:


1. 电气工程师(Electrical Engineer)

主要负责:设计利用电力开发或改进产品的新方法;进行详细计算,以制定制造、施工和安装标准和规范;指导电气设备的制造、安装和测试,确保产品符合规范要求;调查客户或公众的投诉,评估问题,并提出解决方案;与项目经理合作,确保项目在预算内按时完成

平均年薪:$103,390


2. 电子工程师(Electronics Engineer)

主要负责:为商业、工业、医疗、军事或科学应用设计电子元件、软件、产品或系统;分析客户需求,确定开发电气系统计划的要求、容量和成本;制定电子元件和设备的维护和测试程序;评估系统并建议设计修改或设备维修;计划和开发零件和系统中使用的电子特性的应用和修改,以提高技术性能

平均年薪:$103,390


3. 计算机硬件工程师(Computer Hardware Engineer)

主要负责:研究、设计、开发和测试计算机系统和组件

平均年薪:$119,560


4. 电子电气工程技术员(Electrical and Electronics Engineering Technician)

主要负责:帮助工程师设计和开发电气和电子设备

平均年薪:$67,550

5. 电气和电子安装和维修工(Electrical and Electronics Installers and Repairers)

主要负责:安装或维修各种电气设备

平均年薪:$59,080


6. 电工(Electricians)

主要负责:安装、维护和维修电力、通信、照明和控制系统

平均年薪:$56,900


7. 机电技术员(Electro-mechanical Technicians)

主要负责:操作、测试和维护无人、自动化、机器人或机电设备

平均年薪:$59,800


8. 销售工程师(Sales Engineers)

主要负责:向企业销售复杂的科技产品或服务

平均年薪:$103,900


9. 网络和计算机系统管理员(Network and Computer Systems Administrators)

主要负责:负责计算机网络的日常运行

平均年薪:$84,810

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  • 管老师

    管老师

    首席教育顾问

    IECA美国独立教育协会专业升学顾问
    英国杜伦大学翻译学硕士
    十一年美国本科/本转高端申请经验

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