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Grundlagen der Elektrotechnik 1

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Grundlagen der Elektrotechnik 1
Modulbezeichnung (engl.): Fundamentals of Electrical Engineering 1
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Erneuerbare Energien/Energiesystemtechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2022
Code: EE1104
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P211-0056, P211-0057, P211-0058
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
4V+1U+1P (6 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
7
Studiensemester: 1
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur, ßbung (unbewertet), Praktische Prüfung mit Ausarbeitung (3 Laborversuche, unbewertet)

[letzte Änderung 13.12.2018]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

EE1104 (P211-0056, P211-0057, P211-0058) Erneuerbare Energien/Energiesystemtechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2022 , 1. Semester, Pflichtfach
E2104 (P211-0056, P211-0057, P211-0058) Elektro- und Informationstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2018 , 1. Semester, Pflichtfach, technisch
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
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:
EE1204 Grundlagen der Elektrotechnik 2
EE1608 Energieeffizienz und Nachhaltigkeit


[letzte Änderung 22.07.2024]
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Marc Klemm
Dozent/innen: Prof. Dr. Marc Klemm

[letzte Änderung 16.09.2018]
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 haben Kenntnis über die wichtigsten elektrischen Leiter- und Isolationsmaterialien und 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 (vektoriell & betragsmäßig) beider Felder und deren grundlegende Beeinflussung durch Formen und Materialien bestimmen. Sie sind insbesondere in der Lage
- auch für inhomogene Felder oder Felder mehrerer Quellen Feld- und Potentialverläufe, Kräfte auf Ladungen/Elektroden/Grenzflächen sowie Energien zu berechnen
- Schaltungs- sowie Bauteilberechnungen und -auslegungen durchzuführen, d.h. unter anderem mit Hilfe der verschiedenen gebräuchlichen Analyseverfahren für Schaltungen mit linearen Bauteilen (EQV, MSV,KPV) und nichtlinearen Bauteilen (Arbeitspunktbestimmung) Schaltungen zu untersuchen und nach gegebenen Zielen zu modifizieren
- dynamische Vorgänge in RC-Schaltungen zu berechnen
 
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 22.07.2024]
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, Überlagerungs-, 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 Feldberechnung: Punkt-, Linien-, Flächenladung, Superposition; Potential, Spannung, Feldwirkung auf Leiter- und Nichtleitermaterialien, Grenzschichtverhalten, Brechungsgesetze;
  3.3 Kondensatoren; Geschichtetes Dielektrikum,
  3.4 Energie und Kräfte (Kräfte auf Ladungen, Elektroden und Grenzflächen)
  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 22.07.2024]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Tafel, Präsentation, Skript

[letzte Änderung 13.12.2018]
Sonstige Informationen:
Grundlegende Kenntnisse im Rechnen mit Vektoren und einfachen Ableitungen sowie Integralen (Schulstoff d. 10.-12. Klasse) wird vorausgesetzt.

[letzte Änderung 22.07.2024]
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]
 
[Fri Dec 27 02:43:17 CET 2024, CKEY=e3E2104, BKEY=ee3, CID=EE1104, LANGUAGE=de, DATE=27.12.2024]