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Grundlagen der Elektrotechnik 1

Modulbezeichnung: Grundlagen der Elektrotechnik 1
Studiengang: Elektro- und Informationstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2018
Code: E2104
SWS/Lehrform: 4V+1U+1P (6 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 7
Studiensemester: 1
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur, ßbung (unbewertet), Praktische Prüfung mit Ausarbeitung (3 Laborversuche, unbewertet)
Zuordnung zum Curriculum:
EE1104 Erneuerbare Energien/Energiesystemtechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2018, 1. Semester, Pflichtfach
E2104 Elektro- und Informationstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2018, 1. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 90 Veranstaltungsstunden (= 67.5 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 7 Creditpoints 210 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 142.5 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
E2204 Grundlagen der Elektrotechnik 2


[letzte Änderung 05.10.2019]
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Marc Klemm
Dozent: Prof. Dr. Marc Klemm

[letzte Änderung 10.09.2018]
Lernziele:
Die Studierenden haben nach erfolgreichem Modulabschluß die für alle Vertiefungsrichtungen des Studiengangs erforderlichen elektrotechnischen Grundkenntnisse und Analysemethoden aus dem Gebiet der Gleichstromlehre und des elektrischen Feldes erworben. D.h. sie beherrschen das Rechnen mit den jeweils zuständigen physikalischen Formeln und Größen und können ausgehend von den allgemeingültigen, gebräuchlichen physikalisch-mathematischen Gesetzmäßigkeiten für aus diesem Themenfeld gegebene Aufgabenstellungen brauchbaren Lösungswege und Berechnungen herleiten bzw. durchführen.
Sie kennen die Analogien zwischen Strömungs- und E-Feld und die Eigenschaften von Materialien sowie die gegenseitigen Wechselwirkungen zwischen den Feldern und Materialien, insbesondere können sie daher für häufig vorkommende Geometrien den Feldverlauf beider Felder und deren grundlegende Beeinflussung durch Formen und Materialien bestimmen.
So können die Studierenden anschließend rechnerische und messtechnische Analysen sowie Auslegungen auch an ihnen unbekannten, einfachen Schaltungen bzw. Problemstellungen durchführen und auch Bauteile dimensionieren.
 
Durch die in der Art kleiner Projektarbeiten angelegten Versuchsreihen des Laborpraktikums, die in Kleingruppen abgearbeitet werden, haben die Studierenden Kompetenzen in Teamarbeit, Zeitmanagement und eigenverantwortlichem Arbeiten erworben.

[letzte Änderung 18.07.2019]
Inhalt:
1. Allgemeine Grundlagen
  1.1 Physikalische Größen, MKSA-System,
  1.2 Physikalische Größengleichung, Zahlenwertgleichung
2. Gleichstromlehre
  2.1 Elektrische Ladung, Strom, Quellen, Spannung,
  2.2 ohmscher Widerstand und elektrischer Stromkreis:
    - Temperaturverhalten, Bauformen, Normreihe, Zusammenschaltungen;
    - Maschen- , Knotenpunktsatz, Strom-, Spannungsteiler, Messbereichserweiterung;
    - ideale Quellen, Ersatzquellen, Zusammenschaltungen, Leistungsanpassung;
    - Netzwerkberechnung: Ersatzwiderstand, Ersatzzweipolquelle, ßberlagerungs-, Maschenstrom- sowie Knotenpotentialverfahren, graphische Lösungsverfahren, Arbeitspunktbestimmung bei linearen und nichtlinearen Bauteilen an realen Quellen
3. Elektrisches Feld
  3.1 Grundgrößen: Feldstärke, Verschiebungsdichte, Grundgesetze;
  3.2  eldberechnung: Punkt-, Linien-, Flächenladung, Superposition; Potential, Spannung, Feldwirkung auf Leiter- und Nichtleitermaterialien, Grenzschichtverhalten, Brechungsgesetze;
  3.3 Kondensatoren; Geschichtetes Dielektrikum,
  3.4 Energie und Kräfte
  3.5 Strömungsfeld: Strömung im Vakuum, Festkörper; Widerstandsberechnung inhomogener Anordnungen.
  3.6 Verschiebungsstrom, RC-Schaltung
 
Praktikum:
Versuchsreihe
V1: Lin.& nichtlin. Widerstände, Berechnungen & Messungen an Stromkreisen & Netzwerken;  
V2: Strom- und Spannungsteiler, -messungen; Brücken
V3: Elektrisches Feld, Feldverläufe, Beeinflussungen der Felder; Modellbildung

[letzte Änderung 18.07.2019]
Lehrmethoden/Medien:
Tafel, Präsentation, Skript

[letzte Änderung 13.12.2018]
Literatur:
Ameling, Walter: Grundlagen der Elektrotechnik (Band 1 & 2), Vieweg, 1997
Bosse, Georg: Grundlagen der Elektrotechnik (Band 1-4), BI
Clausert, Horst; Wiesemann, Gunther: Grundgebiete der Elektrotechnik (Band 1-2), Oldenbourg, (akt. Aufl.)
Frohne, Heinrich: Moeller Grundlagen der Elektrotechnik, Vieweg & Teubner, (akt. Aufl.)
Lunze, Klaus; Wagner, Eberhard: Einführung in die Elektrotechnik, Lehr- und Arbeitsbuch, Verlag Technik, 1991, 13. Aufl.
von Weiss, Alexander: Allgemeine Elektrotechnik, Vieweg
Weißgerber, Wilfried: Elektrotechnik für Ingenieure. Band 1-3, Springer Vieweg, (akt. Aufl.)

[letzte Änderung 18.07.2019]
[Mon May 25 22:16:02 CEST 2020, CKEY=e3E2104, BKEY=ei, CID=E2104, LANGUAGE=de, DATE=25.05.2020]