วิศวกรรมไฟฟ้า

ประวัติศาสตร์ วิวัฒนาการ และ บุคคลสำคัญ

ไฟฟ้าได้เป็นที่สนใจของนักวิทยาศาสตร์มาตั้งแต่ต้นทศวรรษที่ 17 วิศวกรไฟฟ้าคนแรกอาจจะเป็น วิลเลียม กิลเบิร์ต ผู้ที่ออกแบบ versorium: อุปกรณ์ที่ตรวจพบการปรากฏตัวของวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าสถิต เขายังเป็นคนแรกที่แยกความแตกต่างได้อย่างชัดเจนระหว่างอำนาจแม่เหล้กและไฟฟ้าสถิต และได้รับเครดิตในการจัดตั้งคำว่าไฟฟ้า
การค้นพบไฟฟ้าสถิตนั้นมีมาตั้งแต่ยุคกรีกโบราณ แต่จุดเริ่มของทฤษฎีทางไฟฟ้ายุคใหม่ นั้นนับเริ่มต้นจากผลงานของ เบนจามิน แฟรงกลิน ในการทดลองชักว่าวผ่านเมฆฝน ในปี ค.ศ. 1752 เพื่อเก็บประจุไฟฟ้าจากเมฆฝน และใช้ในการพิสูจน์ว่าฟ้าผ่านั้นเป็นกระแสไฟฟ้า เบนจามิน แฟรงกลิน (หรืออาจเป็น Ebenezer Kinnersley) นั้นได้สร้างแนวความคิดของประจุบวก และ ประจุลบ
งานของเบนจามิน แฟรงกลินนั้นเป็นจุดเริ่มต้นของการค้นพบที่สำคัญทางไฟฟ้าในยุคถัดมา ทั้ง ลุยจี กัลวานี, อาเลสซันโดร วอลตา, อ็องเดร-มารี อ็องแปร์, จอร์จ ไซมอน โอห์ม และ ไมเคิล ฟาราเดย์ 
โดยในปี ค.ศ. 1792 นั้น กัลวานี ได้ค้นพบกระแสไฟฟ้าในสิ่งมีชีวิต ซึ่งงานนี้ได้ทำให้วอลตานั้นสามารถประดิษฐ์ โวลตาอิกไพล์ (voltaic pile) ซึ่งเป็นต้นแบบของแบตเตอรีไฟฟ้า ได้ในปี ค.ศ. 1800 ต่อมาในปี ค.ศ. 1820 จากการสังเกตพบความสัมพันธ์ของไฟฟ้าและแม่เหล็ก ของ ฮันส์ คริสเทียน เออร์สเตด ในการทดลองที่กระแสไฟฟ้าวิ่งผ่านขดลวดสามารถเบนเข็มแม่เหล็กของเข็มทิศได้นั้น อองแปร์ได้ทำการศึกษาถึงความสัมพันธ์นี้และสร้างเป็น กฎของแอมแปร์ ความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้าและความต่างศักย์ไฟฟ้านั้นถูกค้นพบโดยโอห์มในปี ค.ศ. 1827 เรียกกฎของโอห์ม หลังจากนั้นในปี ค.ศ. 1831 ฟาราเดย์ได้ค้นพบความสัมพันธ์การเหนี่ยวนำของแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเป็นความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กและการกำเนิดกระแสไฟฟ้าในขดลวด ซึ่งรู้จักกันในนาม กฎของฟาราเดย์ ในปี ค.ศ. 1864 เจมส์ คลาร์ก แมกซ์เวลล์ ได้รวบรวมความสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กและไฟฟ้า ในรูปชุดของสมการทางคณิตศาสตร์ เรียกสมการของแมกซ์เวลล์ ซึ่งเป็นหัวใจของทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า (electromagnetic หรือ electrodynamic) ในปัจจุบัน  และในปี 1873 เขาได้จัดพิมพ์ทฏษฎีไฟฟ้าและแม่เหล็กที่รวบรวมเป็นหนึ่งเดียวในหนังสือเรื่อง "ไฟฟ้าและแม่เหล็ก"
ทั้ง โทมัส เอดิสัน และ นิโคลา เทสลา นั้นนับได้ว่าเป็นบุคคลที่มีความสำคัญอย่างยิ่งในวิวัฒนาการของระบบไฟฟ้า เนื่องจากเป็นผู้ที่ริเริ่มการผลิตกระแสไฟฟ้าในเชิงพาณิชย์
โดยเอดิสันนั้นได้พัฒนาระบบผลิตและจ่ายไฟฟ้า ซึ่งเป็นไฟฟ้ากระแสตรงในปี ค.ศ. 1880 ซึ่งต่อมา เทสลาได้พัฒนาระบบผลิตและจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับแบบหลายเฟส ขึ้นในปี ค.ศ. 1888 นอกจากนี้แล้วทั้งสองคนนี้ยังได้ประดิษฐ์อุปกรณ์ไฟฟ้าที่สำคัญอีกมากมาย
ไฮน์ริช เฮิร์ตซ์ นั้นเป็นผู้หนึ่งที่มีส่วนสำคัญในการพัฒนาสมการของแมกซ์เวลล์ให้สมบูรณ์ และเป็นบุคคลแรกที่ได้ทำการทดลองแสดงให้เห็นถึงการแผ่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า โดยได้สร้างเครื่องกำเนิดสัญญาณวิทยุ ซึ่งผลงานของเฮิรตซ์นี้ถือเป็นจุดเริ่มต้นของการสื่อสารด้วยคลื่นวิทยุ

ประวัติ การศึกษาวิศวกรรมไฟฟ้า ในประเทศไทย

การศึกษาในสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า เริ่มต้นที่ คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ในปี พ.ศ. 2476 คณะเริ่มเปิดสอนหลักสูตรปริญญาบัณฑิต ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า ได้รับความช่วยเหลือจากมูลนิธิร็อกกีเฟลเลอร์ โดยทางมูลนิธิ ได้ส่ง ดร.ชารล เอม.สัน. เกวอรฺต ชาวสวีเดน ซึ่งได้รับปริญญาวิศวกรรมศาสตรดุษฎีบัณฑิต สาขาวิศวกรรมไฟฟ้า จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ สหรัฐอเมริกา มาช่วยจัดหลักสูตรการสอน และเป็นหัวหน้าภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าไปด้วย ในปี พ.ศ. 2478 ก็มีผู้จบการศึกษาและเข้ารับพระราชทานปริญญาวิศวกรรมศาสตร์ สาขาวิศวกรรมไฟฟ้า เป็นครั้งแรก จำนวน 12 คน ซึ่งต่อมา มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ และมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตบางเขน และ ได้เปิดสอนหลักสูตรวิศวกรรมไฟฟ้าตามมาเป็นลำดับ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง ได้เปิดหลักสูตรระดับปริญญาเอก เป็นแห่งแรกของประเทศไทย

สาขาย่อย

ถึงแม้ว่าวิศวกรรมไฟฟ้านั้นประกอบไปด้วยสาขามากมาย แต่ทุกสาขาจะมีจุดร่วมคือ จะมีความเกี่ยวพันกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า บางสาขานั้นจะมีการใช้งานสมการของแมกซ์เวลล์โดยตรง ในการทำงานเกี่ยวกับคลื่นวิทยุ บางสาขาก็ทำงานเกี่ยวกับการผลิตและส่งถ่ายพลังงานไฟฟ้า บางสาขาเกี่ยวกับการวิเคราะห์และจัดการกับสัญญาณไฟฟ้า ทั้งนี้จะรวมถึงแง่มุมต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นทฤษฎี การประยุกต์ใช้งาน และ อุปกรณ์ ที่เกี่ยวข้อง

ไฟฟ้ากำลัง

ไฟฟ้ากำลัง เป็นสาขาที่เกี่ยวข้องกับ การผลิต การส่ง และ การจ่ายพลังงานไฟฟ้า ซึ่งเกี่ยวข้องตั้งแต่โรงงานผลิตไฟฟ้า ส่งกำลังผ่านโครงข่ายสายส่งไฟฟ้า ไปยังผู้บริโภคทั้งที่เป็นอุตสาหกรรม แหล่งธุรกิจ และ บ้านเรือนที่พักอาศัย
สาขานี้จะเกี่ยวพันกับทั้ง โครงข่ายสายส่ง และอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ใช้ในการส่งกำลังไฟฟ้า ที่ศักย์ไฟฟ้าสูงกว่าที่ศักย์ไฟฟ้าตามบ้านมาก ตั้งแต่หลายพันโวลต์ จนถึง หลายแสนโวลต์ และส่งกำลังหลายล้านวัตต์
ทุกวันนี้ สาขานี้ยังรวมไปถึงเศรษฐศาสตร์ ของไฟฟ้ากำลังอีกด้วย ทั้งการวิเคราะห์และคาดหมายปริมาณการบริโภคเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้า รูปแบบโครงสร้างเสรีในการซื้อขายกำลังไฟฟ้า

สื่อสาร/โทรคมนาคม

สาขานี้เป็นสาขาที่เกี่ยวพันโดยตรงกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า จะเกี่ยวข้องกับการส่งข้อมูลในรูปสัญญาณจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งในรูปสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ไม่ว่าจะส่งผ่านสื่อตัวกลางซึ่งอยู่ในรูป สายตัวนำ หรือ สายใยแก้ว หรือ ผ่านอากาศในรูปคลื่นวิทยุ
ซึ่งนอกเหนือจากในแง่ทางกายภาพของอุปกรณ์รับส่ง และ สื่อตัวกลาง แล้วยังรวมถึงสถาปัตยกรรมของระบบสื่อสาร ทั้งในแง่โครงสร้างโดยรวมทางกายภาพของเครือข่าย และ สถาปัตยกรรมทางซอฟต์แวร์ เช่น โครงสร้างเครือข่ายระบบเซลลูลาร์ โครงสร้างเครือข่ายระบบสื่อสารผ่านดาวเทียม โครงสร้างเครือข่ายระบบสื่อสารด้วยใยแก้วแบบต่าง ๆ รวมถึงโพรโทคอล เทคโนโลยีการมัลติเพล็กซ์ และ การเข้ารหัสของช่องสัญญาณแบบต่าง ๆ

อิเล็กทรอนิกส์

สาขาย่อยอิเล็กทรอนิกส์นี้ เดิมทีเป็นสาขาที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบ และ ทดสอบวงจรไฟฟ้า ซึ่งสร้างจากอุปกรณ์ที่มีคุณสมบัติเฉพาะทางแม่เหล็กไฟฟ้า ตั้งแต่หลอดสุญญากาศ ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ขดลวดเหนี่ยวนำ จนถึง อุปกรณ์จากสารกึ่งตัวนำเช่น ไดโอด ทรานซิสเตอร์ และ อื่น ๆ เพื่อให้เป็นอุปกรณ์ที่ทำงานตามจุดประสงค์ที่ต้องการ เช่น เป็นวงจรรับวิทยุ วงจรเครื่องขยายเสียง ถือเริ่มจากการประดิษฐ์หลอดสุญญากาศ Audion ในปี ค.ศ. 1907
ในปัจจุบันวงจรอิเล็กทรอนิกส์เป็นจำนวนมากนั้นจะอยู่ในรูป ที่เรียกว่า วงจรรวม (integrated circuit) ซึ่งวงจรทั้งหมดนั้นจะถูกสร้างอยู่บนแผ่นสารกึ่งตัวนำ เรียก ชิพ (chip) การออกแบบวงจรรวมนี้ นอกจากการออกแบบตัววงจรแล้ว ยังรวมไปถึงการแปลงแผนภูมิวงจร (schematic) ให้อยู่ในรูปแผนภูมิเพื่อการสร้างบนแผ่นสารกึ่งตัวนำ (layout) กระบวนการในการผลิต วงจรรวมก็เป็นสาขาย่อยหนึ่งที่สำคัญในปัจจุบัน เนื่องมาจากเทคโนโลยีในการผลิตนี้ (ดู photolithography) เป็นเทคโนโลยีที่ใช้ในการผลิตอุปกรณ์ในขนาดที่เล็กมากเป็น ไมโครเมตร หรือ นาโนเมตร
นอกจากนั้นเทคโนโลยีนี้ยังเกี่ยวข้องเทคโนโลยีร่วมระหว่างสาขาไฟฟ้าและ เครื่องกล คือ ไมโครเทคโนโลยี (MEMS) ซึ่งเป็นการออกแบบอุปกรณ์กลไกขนาดไมโครเมตร ในวงจรรวม

คอมพิวเตอร์

บทความหลัก: วิศวกรรมคอมพิวเตอร์
วิศวกรรมคอมพิวเตอร์เกี่ยวข้องกับการออกแบบ คอมพิวเตอร์ และ ระบบคอมพิวเตอร์ นี้อาจเกี่ยวข้องกับการออกแบบของ ฮาร์ดแวร์ ใหม่, การออกแบบ PDA แท็บเล็ตและ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ หรือการใช้คอมพิวเตอร์ในการควบคุม โรงงานอุตสาหกรรม วิศวกรคอมพิวเตอร์อาจจะทำงานกับ ซอฟแวร์ ของระบบอีกด้วย อย่างไรก็ตามการออกแบบระบบซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อนมักจะเป็นโดเมนของ วิศวกรรมซอฟต์แวร์ ซึ่งมักจะถือว่าเป็นสาขาแยก คอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ จะเป็นตัวแทนส่วนเล็ก ๆ ของอุปกรณ์ที่วิศวกรคอมพิวเตอร์อาจทำงานด้วย เนื่องจากสถาปัตยกรรมที่เหมือนคอมพิวเตอร์จะถูกพบในขณะนี้อยู่ในช่วงของอุปกรณ์ที่รวมทั้ง วิดีโอเกมคอนโซล และ เครื่องเล่น DVD

เครื่องมือ

บทความหลัก: วิศวกรรมเครื่องมือ
วิศวกรรมเครื่องมือ เกี่ยวข้องกับการออกแบบอุปกรณ์เพื่อวัดปริมาณทางกายภาพเช่น ความดัน, การไหล และ อุณหภูมิ การออกแบบเครื่องมือดังกล่าวต้องมีความเข้าใจเป็นอย่างดีด้าน ฟิสิกส์ ที่มักจะขยายเกิน ทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น เครื่องมือการบิน ใช้วัดตัวแปรต่าง ๆ เช่น ความเร็วลม และ ระดับความสูง เพื่อช่วยนักบินสามารถควบคุมอากาศยานด้วยการวิเคราะห์ ในทำนองเดียวกัน คู่ควบความร้อน จะใช้ ผลของ Peltier-Seebeck เพื่อวัดอุณหภูมิที่แตกต่างระหว่างจุดสองจุด
เครื่องมือมักจะใช้ไม่ได้ด้วยตัวเอง แต่มันจะทำหน้าที่เป็น ตัวรับรู้ ของระบบไฟฟ้าที่มีขนาดใหญ่แทน ยกตัวอย่างเช่นคู่ควบความร้อนอาจจะนำมาใช้เพื่อช่วยให้มั่นใจได้ว่าอุณหภูมิของเตาเผาจะยังคงที่ ด้วยเหตุนี้วิศวกรรมเครื่องมือมักจะถูกมองว่าเป็นเพื่อนร่วมงานกับวิศวกรรมควบคุม

ระบบควบคุม

วิศวกรรมระบบควบคุม เป็นสาขาที่เกี่ยวข้องกับทฤษฎี และ เทคโนโลยี ในการวิเคราะห์ และ ควบคุม พฤติกรรมของระบบต่าง ๆ ให้เป็นไปตามความต้องการ. ถึงแม้เทคโนโลยีระบบควบคุมนี้จะมีใช้อยู่อย่างกว้างขวาง ในอุปกรณ์ในชีวิตประจำวัน แต่มักจะเป็นส่วนที่อยู่เบื้องหลัง ไม่ได้เป็นที่สังเกตเห็นเด่นชัด เช่น อุปกรณ์ควบคุมระดับน้ำในถังชักโครก ระบบควบคุมอุณหภูมิเครื่องปรับอากาศ ระบบควบคุมมอเตอร์ของฮาร์ดดิสก์และเครื่องเล่นแผ่นซีดี ระบบควบคุมความเร็วรถยนต์ (Cruise control) ไปจนถึง ระบบควบคุมต่าง ๆ ในกระบวนการผลิตอุตสาหกรรม ระบบควบคุมการบิน และ อื่น ๆ อีกมากมาย
วิศวกรรมระบบควบคุม นี้จะเกี่ยวข้องกับการ วิเคราะห์ระบบ และ ออกแบบระบบควบคุม โดยมีพื้นฐานจากแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ของระบบ เครื่องมือวัด และ ตัวควบคุม การประยุกต์ใช้งานจริงนั้นจะประกอบจากการใช้เทคโนโลยีต่าง ๆ ของเครื่องมือวัด และ ตัวควบคุม ซึ่งโดยส่วนใหญ่ (แต่ไม่จำกัดเฉพาะ) จะเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้า เนื่องจากสามารถออกแบบให้มีการทำงานที่ซับซ้อนและขนาดเล็ก หรือใช้คอมพิวเตอร์ในการควบคุมที่ซับซ้อน

วิศวกรฝึกฝน

ในหลายประเทศส่วนใหญ่ ปริญญาตรีในสาขาวิศวกรรมหมายถึงก้าวแรกสู่การรับรองเป็นมืออาชีพและตัวหลักสูตรปริญญาเองได้รับการรับรองโดยองค์กรวิชาชีพ หลังจากเสร็จสิ้นการเรียนในหลักสูตรปริญญาที่ผ่านการรับรองแล้ว วิศวกรจะต้องตอบสนองความหลากหลายของข้อกำหนด (รวมถึงข้อกำหนดสำหรับประสบการณ์ในการทำงาน) ก่อนที่จะได้รับการรับรอง เมื่อได้รับการรับรองวิศวกรจะถูกกำหนดให้มีชื่อเป็นของวิศวกรอาชีพ (ในสหรัฐอเมริกา, แคนาดาและแอฟริกาใต้) วิศวกรชาร์เตอร์ดหรือ Incorporated วิศวกร (ในประเทศอินเดีย, ปากีสถาน, สหราชอาณาจักร, ไอร์แลนด์และซิมบับเว) วิศวกรชาร์เตอร์ดมืออาชีพ (ในประเทศออสเตรเลียและ นิวซีแลนด์) หรือวิศวกรยุโรป (มากในสหภาพยุโรป) หรือ ใบ ก.ว.
ข้อดีของการรับรองจะแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับสถานที่ตั้ง ยกตัวอย่างเช่นในประเทศสหรัฐอเมริกาและแคนาดา "วิศวกรที่ได้รับใบอนุญาตเท่านั้นที่อาจประทับตรางานด้านวิศวกรรมสำหรับลูกค้าภาครัฐและเอกชน" ข้อกำหนดนี้ได้ถูกบังคับใช้โดยรัฐและสำนักกฎหมายในต่างจังหวัดเช่นพระราชบัญญัติวิศวกรควิเบก ในประเทศอื่น ๆ ไม่มีการออกกฎหมายดังกล่าว ในทางปฏิบัติทุกหน่วยงานที่ให้ใบรับรองจะรักษาจรรยาบรรณที่พวกเขาคาดหวังว่าสมาชิกทุกคนจะปฏิบัติตามหรือต้องพบกับความเสี่ยงจากการถูกขับไล่ ด้วยวิธีนี้องค์กรเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการรักษามาตรฐานทางจริยธรรมสำหรับอาชีพ แม้ในเขตอำนาจศาลที่ใบรับรองมีผลเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีผลทางกฎหมายเลยกับการทำงาน วิศวกรก็ยังอยู่ภายใต้กฎหมายสัญญา ในกรณีที่การทำงานของวิศวกรล้มเหลว เขาหรือเธออาจมีความผิดฐานละเว้นด้วยความประมาทและในกรณีที่รุนแรงจะถูกข้อหาความผิดทางอาญาด้วยความประมาท การทำงานของวิศวกรยังต้องปฏิบัติตามกฎระเบียบอื่น ๆ อีกมากมายเช่นรหัสของอาคารและกฎที่เกี่ยวข้องกับกฎหมายสิ่งแวดล้อม
องค์กรวิชาชีพสำหรับวิศวกรไฟฟ้าได้แก่ สถาบันวิชาชีพวิศวกรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (IEEE) และสถาบันวิศวกรรมและเทคโนโลยี (IET) สถาบัน IEEE อ้างว่าได้ผลิต 30% ของวรรณกรรมในสาขาวิศวกรรมไฟฟ้าของโลก, มีสมาชิกมากกว่า 360,000 คนทั่วโลกและจัดการประชุมกว่า 3,000 ครั้งเป็นประจำทุกปี ที่ IET เผยแพร่ 21 วารสาร มีสมาชิกทั่วโลกกว่า 150,000 คนและอ้างว่าเป็นสังคมวิชาชีพวิศวกรรมที่ใหญ่ที่สุดในยุโรป ความล้าสมัยของทักษะทางเทคนิคสร้างความกังวลอย่างรุนแรงสำหรับวิศวกรไฟฟ้า เพราะฉะนั้น การเข้าเป็นสมาชิกและการมีส่วนร่วมในสังคมด้านเทคนิค, การทบทวนอย่างปกติของวารสารในสาขาและนิสัยของการเรียนรู้อย่างต่อเนื่องจึงเป็นสิ่งจำเป็นในการรักษาความเชี่ยวชาญ สมาชิกของสถ​​าบันวิศวกรรมและเทคโนโลยี หรือ MIET จะได้รับการยอมรับในยุโรปว่าเป็นวิศวกรไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ (เทคโนโลยี)
วิศวกรไฟฟ้าในประเทศออสเตรเลีย, แคนาดาและสหรัฐอเมริกามีส่วนประมาณ 0.25% ของแรงงาน

เครื่องมือและการทำงาน

จากระบบกำหนดตำแหน่งบนโลก (จีพีเอส) จนถึง การผลิตกระแสไฟฟ้า วิศวกรไฟฟ้ามีส่วนร่วมในการพัฒนาเทคโนโลยีที่หลากหลาย พวกเขาออกแบบ, พัฒนา, ทดสอบและการกำกับดูแลการติดตั้งใช้งานของระบบไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ตัวอย่างเช่นพวกเขาอาจทำงานในการออกแบบระบบการสื่อสารโทรคมนาคม, การดำเนินงานของโรงไฟฟ้า, ระบบไฟฟ้าแสงสว่าง และการเดินสายไฟของอาคาร การออกแบบของเครื่องใช้ในครัวเรือน หรือการควบคุมเครื่องจักรไฟฟ้าอุตสาหกรรม
พื้นฐานของสาขานี้คือวิทยาศาสตร์ของ ฟิสิกส์ และ คณิตศาสตร์ เนื่องจากวิชาเหล่านี้จะช่วยอธิบายทั้งเชิงปริมาณและคุณภาพของการทำงานของระบบดังกล่าว ในวันนี้งานด้านวิศวกรรมส่วนใหญ่จะเกี่ยวกับการใช้คอมพิวเตอร์และมันก็เป็นเรื่องธรรมดาที่จะใช้โปรแกรม คอมพิวเตอร์ช่วยออกแบบ เมื่อออกแบบระบบไฟฟ้า อย่างไรก็ตามความสามารถในการร่างความคิดยังคงเป็นที่ทรงคุณค่าสำหรับการสื่อสารอย่างรวดเร็วกับผู้อื่น
แม้ว่าวิศวกรไฟฟ้าส่วนใหญ่จะเข้าใจ ทฤษฎีวงจร พื้นฐาน (นั่นคือการปฏิสัมพันธ์ขององค์ประกอบต่างๆเช่น ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ไดโอด ทรานซิสเตอร์ และ ตัวเหนี่ยวนำ ในวงจร) ทฤษฎีต่าง ๆ ที่วิศวกรนำมาใช้โดยทั่วไปจะขึ้นอยู่กับงานที่พวกเขาทำ ยกตัวอย่างเช่น กลศาสตร์ควอนตัม และ ฟิสิกส์ของโซลิดเสตท อาจเกี่ยวข้องกับวิศวกรที่ทำงานเกี่ยวกับ การสร้างวงจรรวมขนาดใหญ่มาก (VLSI) แต่จะไม่เกี่ยวข้องกันเลยกับวิศวกรที่ทำงานกับระบบไฟฟ้าแบบ macroscopic แม้แต่ ทฤษฎีวงจร อาจจะไม่เกี่ยวข้องกับการออกแบบระบบการสื่อสารโทรคมนาคมที่ใช้ชิ้นส่วนที่พบเห็นทั่วไป บางทีทักษะทางเทคนิคที่สำคัญที่สุดสำหรับวิศวกรไฟฟ้าอาจจะสะท้อนให้เห็นในโปรแกรมของมหาวิทยาลัยซึ่งเน้นทักษะที่แข็งแกร่งด้านตัวเลข ความรู้ด้านคอมพิวเตอร์และความสามารถในการเข้าใจภาษาทางเทคนิคและแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับวิศวกรรมไฟฟ้า
มีเครื่องมือหลากหลายที่วิศวกรไฟฟ้าจะต้องใช้ สำหรับวงจรควบคุมและการปลุกง่าย ๆ มัลติมิเตอร์ขั้นพื้นฐานอาจพอเพียงที่จะใช้วัดแรงดันไฟฟ้า, กระแสและความต้านทาน ในการศึกษาเกี่ยวกับสัญญาณที่แปรตามเวลา ออสซิโลสโคป ยังเป็นเครื่องมือที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ในด้าน วิศวกรรม RF และการสื่อสารโทรคมนาคมความถี่สูง, เครื่องวิเคราะห์สเปกตรัม และ เครื่องวิเคราะห์เครือข่าย มีการใช้ ในบางสาขา การใช้เครื่องมืออาจสร้างความกังวลโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับความปลอดภัย ยกตัวอย่างเช่นนักออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ทางการแพทย์ที่จะต้องคำนึงถึงว่าแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าปกติอาจเป็นอันตรายได้เมื่อขั้วไฟฟ้ามีการติดต่อโดยตรงกับของเหลวภายในร่างกาย นอกจากนี้วิศวกรรมการส่งกำลังไฟฟ้ายังมีความกังวลด้านความปลอดภัยอย่างสูงเนื่องจากแรงดันสูงที่ใช้ แม้ว่า โวลท์มิเตอร์ ในหลักการอาจจะคล้ายกับมิเตอร์แรงดันต่ำเทียบเท่าของพวกเขา, ประเด็นด้านความปลอดภัยและการสอบเทียบทำให้พวกมันแตกต่างกันอย่างมาก หลายสาขาวิชาของวิศวกรรมไฟฟ้ามีการทดสอบที่เฉพาะเจาะจงหลายด้านกับวินัยของพวกเขา วิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ด้านเสียงจะใช้ชุดทดสอบเสียงที่ประกอบด้วยเครื่องกำเนิดสัญญาณและมิเตอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการวัดระดับ และพารามิเตอร์อื่น ๆ เช่นความเพี้ยนและเสียงรบกวน ในทำนองเดียวกันเทคโนโลยีสารสนเทศมีชุดทดสอบของตัวเอง มักจะเฉพาะเจาะจงกับรูปแบบข้อมูลที่เฉพาะเจาะจง และการออกอากาศโทรทัศน์ก็เป็นแบบเดียวกัน
สำหรับวิศวกรจำนวนมาก งานด้านเทคนิคมีส่วนเพียงเศษเสี้ยวของงานที่พวกเขาทำเท่านั้น นอกจากนี้เวลาเป็นจำนวนมากยังอาจจะถูกใช้ในงานอื่นๆเช่นการพูดคุยเกี่ยวกับข้อเสนอกับลูกค้า, การจัดเตรียมงบประมาณและการกำหนดตารางเวลาของโครงการ วิศวกรอาวุโสหลายคนบริหารทีมช่างหรือวิศวกรอื่น ๆ และด้วยเหตุนี้ทักษะการบริหารจัดการโครงการจึงมีความสำคัญ ส่วนใหญ่ของโครงการด้านวิศวกรรมจะเกี่ยวข้องกับรูปแบบของการทำเอกสารและทักษะการสื่อสารที่เป็นลายลักษณ์อักษรอย่างแข็งแรงจึงมีความสำคัญมาก
สถานที่ทำงานของวิศวกรก็เปลี่ยนแปลงไปตามประเภทของงานที่พวกเขาทำ วิศวกรไฟฟ้าอาจจะพบในสภาพแวดล้อมห้องปฏิบัติการที่เก่าแก่ของโรงงานผลิต, ที่สำนักงานของ บริษัทที่ปรึกษาหรือในสถานที่ทำเหมือง ตลอดช่วงชีวิตการทำงานของพวกเขา วิศวกรไฟฟ้าอาจพบตัวเองกำกับดูแลประชาชนหลายอาชีพ รวมทั้งนักวิทยาศาสตร์, ช่างไฟฟ้า นักเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์และวิศวกรอื่น ๆ
วิศวกรรมไฟฟ้ามีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับนักวิทยาศาสตร์ด้านฟิสิกส์ ยกตัวอย่างเช่นนักฟิสิกส์ลอร์ด เคลวินมีบทบาทสำคัญในด้านวิศวกรรมของสายโทรเลขข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกเป็นครั้งแรก ตรงกันข้ามวิศวกร Oliver Heaviside ได้ผลิตงานที่สำคัญในด้านคณิตศาสตร์ของการส่งสัญญาณผ่านสายเคเบิลโทรเลข วิศวกรไฟฟ้ามักจะเป็นที่ต้องการในโครงการวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ ยกตัวอย่างเช่นเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่เช่น CERN ต้องการวิศวกรไฟฟ้าให้จัดการกับหลาย ๆ ด้านของโครงการ: ตั้งแต่การกระจายกำลังไฟฟ้า, จนถึงเครื่องมือวัด, จนถึงการผลิตและการติดตั้ง แม่เหล็กไฟฟ้าตัวนำยิ่งยวด