מקומות העבודה של מהנדסי החשמל מגוונים כמו סוגי העיסוקים שלהם. מהנדסי חשמל יכולים להמצא במעבדה של מפעל ייצור בעבודות פיתוח, אימות או ייצור, במשרד של חברת ייעוץ, או באתר עבודות. במהלך תקופת עבודתם, רבים מהם יפקחו על מגוון רחב של אנשים ביניהם מדענים, טכנאים, מתכנתים ומהנדסים עמיתים.
תת-תחומים בהנדסת חשמל.
מחשבים.
הנדסת מחשבים קשורה בתכנון של מחשבים ומערכות מחשבים. הדבר כרוך לעיתים בתכנון של חומרה חדשה. מהנדסי מחשבים גם עובדים לעיתים בתכנון התוכנה של המערכת. למרות עובדה זו, תכן מערכות תוכנה מורכבות מהווה מטלה שקשורה בתחום הנדסת התוכנה אשר נחשב לרוב כתחום נפרד. מחשבים שולחניים הם חלק קטן מההתקנים שמהנדס מחשבים עשוי לעבוד עמם שכן ארכיטקטורות דמויות מחשב נפוצות כיום גם במגוון רחב של התקנים כגון : קונסולות משחקי ווידאו ונגני DVD.
תקשורת.
הנדסת מערכות תקשורת מתמקדת בשידור של נתונים דרך קו תקשורת כגון כבל קואקסיאלי, סיב אופטי או בקשר רדיו דרך חלל האוויר. קשר רדיו דורש שהמידע המועבר יהיה מקודד בגל נושא על מנת שהנתונים ימצאו בתדר שידור מתאים. שיטה זו ידועה כאפנון. שיטות אפנון ידועות הן אפנון משרעת ואפנון תדר. סוג האפנון משפיע על מחיר המערכת וביצועיה. על המהנדס מוטלת המשימה לאזן בין שני גורמים אלו.
לאחר קביעת מאפייני השידור של מערכת, המהנדסים מתכננים את המשדר ואת המקלט הדרושים למערכת. שיקול עיקרי בתכנון של משדרים הוא ההספק החשמלי שלהם והדבר קשור לעוצמת האות שלהם. אם עוצמת האות של משדר אינה מספקת אזי לאות הנקלט במקלט יצטרפו הפרעות ורעשים, שעלולים לשבש או למנוע את קבלת המידע הרצוי.
בתוך תחום התקשורת קיים נושא תקשורת הנתונים, העוסק בהכרת ובהבנת תהליכים המאפשרים העברת נתונים בין מחשבים ואמצעים נוספים. מהנדסים בתחום זה עוסקים בתכנון רשתות מחשבים ובהערכת מדדים שונים המעידים על ביצועיהן כגון קצב נתונים, כמות משתמשים, עמידה בעומסים, ויכולת אוטומטית להתגברות על תקלות.
מיקרואלקטרוניקה.
מיקרואלקטרוניקה עוסקת בתכנון של רכיבים אלקטרוניים מזעריים לצורך שימוש במעגל משולב או לשימוש כרכיב אלקטרוני העומד בפני עצמו. רכיבים נפוצים הם טרנזיסטורים שונים העשויים ממוליך למחצה.
ראוי לציין שכל הרכיבים האלקטרוניים נגדים, קבלים וסלילים יכולים להיווצר ברמת המיקרו.
רוב הרכיבים מתוכננים באמצעות שילוב של סיליקון עם יסודות כימיים נוספים כדי ליצור את האפקט האלקטרומגנטי הרצוי. זו הסיבה שמיקרואלקטרוניקה מצריכה ידע במכניקת הקוואנטים ובכימיה.
עיבוד אותות.
עיבוד אותות הוא תחום העוסק בניתוח ועיבוד של מידע המצוי באותות. אותות יכולים להיות אותות אנלוגיים או דיגיטליים. באות אנלוגי האות משתנה ברציפות בהתאם למידע, ואילו בדיגיטלי האות משתנה בהתאם לסדרה של ערכים דיסקרטיים שמייצגים את המידע. עבור אותות אנלוגיים, עיבוד אותות עשוי לערב מגבר ומסנן חשמלי או אם מדובר בתחום התקשורת אפנון של האותות. עבור אותות ספרתיים עיבוד אותות ספרתי עשוי לכלול דחיסת נתונים, גלוי שגיאה ותיקון שגיאה של אותות דגומים.
בקרה.
הנדסת בקרה שמה דגש על מידול של מגוון רחב של מערכות דינמיות ועל תכן בקרים שיאפשר למערכות להתנהג באופן הרצוי. על מנת לממש בקרים אלו מהנדסי חשמל יכולים להשתמש במעגלים חשמליים, מעבדי DSP וכן מיקרו-בקרים. הנדסת בקרה מאפשרת יישומים רבים החל במערכות אוויוניקה, טיסה והנעה של מטוסים וכלה בבקרת שיוט הקיימת במכוניות רבות. לבקרה גם תפקיד מפתח באוטומציה תעשייתית.
מהנדסי בקרה מיישמים פעמים רבות משוב כאשר הם מתכננים מערכות בקרה. למשל, במכונית עם בקרת שיוט המהירות של המכונית נמדדת באופן תדיר ומוזנת חזרה למערכת שמכווננת את מהירות המנוע בהתאם. היכן שיש משוב, תאוריית הבקרה יכולה לקבוע כיצד תגיב המערכת למשוב.
זרם חזק.
מהנדסי חשמל בתחום הזרם החזק מתכננים את מערכות הייצור וההולכה של החשמל, החל בתחנות הכוח, דרך מערכות ההשנאה וההולכה, וכלה במתקני הצריכה הסופיים כמבנים, תאורת חוץ, רכבות חשמליות וכדומה. בישראל ובמדינות רבות אחרות נדרש רישיון על מנת לעסוק בתחום הזרם החזק והתכנון עצמו כפוף לחוקים ולתקנות.
תחום נפוץ נוסף בו עוסקים מהנדסי זרם חזק הוא ניהול תחזוקת מערכת החשמל של מתקנים מורכבים כגון נמלי תעופה, בתי חולים ובתי חרושת.
אלקטרוניקת הספק.
תחום השייך לשני ענפים: זרם חזק ואלקטרוניקה. הוא עוסק בהמרת אנרגיה חשמלית באמצעות רכיבים אלקטרוניים, תוך שמירה על נצילות גבוהה. התחום מקיף מכלול רחב של יישומים, ובהם הזנת סוללות למכשור נייד, המרת מתח רשת לצורך הזנת מחשבים ותאורה (לדוגמה, המרה ממתח רשת של 220 וולט AC למתח מחשבים, 12 וולט DC), המרת אנרגיית השמש להזנת צרכני חשמל ועוד.
אלקטרואופטיקה.
תת-תחום המשלב בין אלקטרוניקה ואופטיקה, ומטפל בחקר ויישום תופעות הקשורות באינטראקציה שבין אופטיקה ותורת הגלים לבין תורת החשמל והאלקטרוניקה. התחום מקיף מכלול יישומים העושים שימוש בתוכנות אלקטרואופטיות שונות לשם הפקת אנרגיה, תכנון עדשות או מערכת עדשות, חישה מרחוק, הצבת תאורה, עיבוד תמונה ונושאים נוספים. בין הרכיבים האלקטרואופטיים הנפוצים נמצאים: תאי שמש (תאים סולריים), דיודה פולטת אור (לד LED) ופוטודיודה, לייזר, גלאים בתדרים שונים (אור נראה, תת-אדום, על סגול), סיבים אופטיים ועוד. בין המערכות האלקטרואופטיות המוכרות יותר נמנים: מסכים מסוגים שונים כגון, CRT, פלזמה ו-LCD, מקרנים, מצלמות בתדרים שונים, מערכות גילוי או ניתוח מידע הכוללות עיבוד תמונה, תקשורת אופטית, מכשירי ראיית לילה ומכונות פוטוליתוגרפיה.
תחומים בעלי זיקה.
מכטרוניקה הוא תחום בהנדסה שעוסק בנקודה שבה מתכנסות מערכות אלקטרוניות ומכניות. מערכות אלקטרומכניות כאלה נפוצות ביותר. דוגמאות הן למשל מערכות ייצור אוטומטיות, מערכות מיזוג אוויר ותת מערכות של מטוסים ומכוניות.
מקובל לראות במכטרוניקה תחום העוסק במערכות עם ממדים גדולים אבל עתידנים חוזים את פריחתם של ההתקנים האלקטרומכניים המזעריים. התקנים כאלה, הקרויים התקני MEMS מותקנים במכוניות על מנת לתזמן את פתיחת כריות האוויר, במדפסות על מנת לשפר את איכות ההדפסה ובמקרנים על מנת לשפר את חדות התמונה. התקנים אלו עשויים בעתיד לסייע לשפר תקשורת אופטית ולבנות התקנים מזעריים ברי השתלה.
הנדסה ביו רפואית הוא תחום העוסק בתכן ציוד רפואי מתקדם.
הכשרה של מהנדסי החשמל.
מהנדסי חשמל מחזיקים בתואר אקדמי. בישראל אורכם של לימודי הנדסת חשמל לתואר ראשון הוא ארבע שנים. הלימודים מתקיימים באוניברסיטאות ומכללות אקדמיות. הנדסת חשמל היא בין תחומי הלימוד הפופולריים מענפי ההנדסה בקרב הסטודנטים באקדמיה הישראלית.
התואר כולל לימודי קורסים שונים בפיזיקה, מתמטיקה, ניהול פרויקטים ונושאים ממוקדים בתחום הנדסת החשמל. לקראת סוף התואר הסטודנטים בוחרים להתמחות בתחום אחד או יותר מבין מגוון התחומים המוצעים. תחומי ההתמחות שמציעים המוסדות האקדמיים כוללים רשתות תקשורת, עיבוד אותות, מחשבים ומערכות הספק.
עבודה בארץ כמהנדסי חשמל מחייבת סיום מוצלח של התואר הראשון וכן רישום בפנקס המהנדסים והאדריכלים שהרישום בו מקנה הכרה בתואר המהנדס שמעניקים המוסדות. לצורך רישום במדור החשמל מערכות הספק מציב משרד העבודה, הרווחה והשירותים החברתיים מספר מקצועות חובה שעליהם להיכלל בתואר, כמו כן ישנה דרישה להשלמת מעבדות ולהגשת פרויקט גמר.
תואר שני בתחום יכול לכלול מחקר או תרגול בקורסים או שילוב של שניהם. במוסדות הלימוד בארץ מוצעים מסלולים מחקריים עם תזה לתואר שני בהנדסת חשמל וכן מסלולים ללא תזה, הידועים כמסלול עיוני או מסלול נלמד. תואר דוקטור הידוע גם כתואר שלישי הוא מסלול הכולל מרכיב מחקרי משמעותי והוא נלמד על פי רוב באוניברסיטאות.
נאס&quot;א
מנהל האווירונאוטיקה והחלל הלאומי (באנגלית: National Aeronautics and Space Administration ובקיצור NASA - נאס"א) היא סוכנות החלל של ארצות הברית האחראית על תוכנית החלל האמריקאית וחקר האווירונאוטיקה והחלל מטעם ממשלת ארצות הברית.
נאס"א נוסדה ב־29 ביולי 1958 מכוח חוק האווירונאוטיקה והחלל הלאומי, והחליפה את הוועדה הלאומית המייעצת לאווירונאוטיקה (NACA). הסוכנות הפכה למבצעית ב־1 באוקטובר 1958. מאז הקמתה אחראית נאס"א לכל תוכניות החלל האזרחיות של ארצות הברית. מבין הישגיה הבולטים ביותר של נאס"א ניתן למנות את שיגור האמריקאי הראשון לחלל במסגרת תוכנית מרקורי, הנחתת האדם הראשון על הירח במסגרת תוכנית אפולו ושיגורן של 135 משימות מעבורות חלל במסגרת תוכנית מעבורות החלל. נאס"א שיגרה גם עשרות גשושיות רובוטיות אל עבר כוכבי הלכת האחרים במערכת השמש ואל השמש עצמה, והיא סוכנות החלל היחידה עד כה ששיגרה גשושיות שיצאו ממערכת השמש.
הקמה.