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Grundlagen der Elektrotechnik 2

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Grundlagen der Elektrotechnik 2
Modulbezeichnung (engl.): Fundamentals of Electrical Engineering 2
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).
Elektro- und Informationstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2018
Code: E2204
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..
P211-0059, P211-0060, P211-0061
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: 2
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.

EE1204 (P211-0059, P211-0060, P211-0061) Erneuerbare Energien/Energiesystemtechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2022 , 2. Semester, Pflichtfach
E2204 (P211-0059, P211-0060, P211-0061) Elektro- und Informationstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2018 , 2. 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):
E2101 Ingenieurmathematik 1
E2102 Physik 1
E2104 Grundlagen der Elektrotechnik 1


[letzte Änderung 15.11.2022]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
E2605 Grundlagen der Hochspannungstechnik und Prüftechnik


[letzte Änderung 10.10.2023]
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Marc Klemm
Dozent/innen:
Prof. Dr. Marc Klemm


[letzte Änderung 15.11.2022]
Lernziele:
Die Studierenden haben nach erfolgreichem Modulabschluss die für alle Vertiefungsrichtungen des Studiengangs erforderlichen elektrotechnischen Grundkenntnisse und Analysemethoden zum magn. Feld sowie der Wechsel- und Drehstromlehre erworben. Sie kennen die Analogien zwischen Strömungs-, E- und Magnetfeld, beherrschen das Rechnen mit den jeweils zuständigen physikalischen Formeln und Größen und können anschließend für gegebene Aufgabenstellungen ausgehend von den allgemeingültigen, gebräuchlichen physikalisch-mathematischen Gesetzmäßigkeiten brauchbare Lösungswege und Berechnungen herleiten bzw. durchführen. D.h. dass sie insbesondere
a) für das Magnetfeld
- die verschiedenen magnetischen Werkstoffe kennen,
- Magnetkreise mit elektrischer und Dauermagneterregung sowie versch. Materialien berechnen und auslegen können
- für häufig vorkommende Geometrien den Feldverlauf (z.B. mit Hilfe des Durchflutungs- oder Biot-Savartschen Gesetztes) und dessen grundlegende Beeinflussung durch Formen und Materialien bestimmen können
- Kräfte und Induktivitäten auch bei inhomogenen Feldverteilungen berechnen können
- das allg. Induktionsgesetz zur Berechnung bei gekoppelten magn. Systemen und Schaltvorgängen verwenden können
 
b) in der Wechselstromlehre
- Schaltungsberechnungen (insbesondere Strom, Spannung und Leistung) im Zeitbereich und mit komplexen Größen beherrschen
- symmetrische und unsymmetrische Drehstromschaltungen berechnen können
- Ortskurven einfacher Grundschaltungen bestimmen und benutzen können
 
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.
So können die Studierenden schlussendlich rechnerische und messtechnische Analysen sowie Auslegungen auch an ihnen unbekannten Wechsel- und Drehstromschaltungen bzw. magn. Systemen durchführen und auch Bauteile dimensionieren.


[letzte Änderung 15.11.2022]
Inhalt:
1. Magnetisches Feld
  1.1         Grundgrößen, Grundgesetze,
  1.2         Feldberechnung; Grenzschichtverhalten;
  1.3         Eigenschaften ferro- und ferrimagnetischer Stoffe, Dauermagnetika;
        Polarisationsvorgänge in Materialien; Beschreibungs- und Kenngrößen; technische Verwendbarkeiten der Materialien
  1.4         Magnetischer Kreis: Ersatzbild, Scherung;
  1.5         Induktionsgesetz, Anwendungen; Selbstinduktion,
  1.6         Energie des Feldes, Kräfte auf Polflächen, Grenzflächen und bewegte Ladungen;
  1.7         gekoppelte Systeme: Transformator/Übertrager; RL-Schaltung, Schaltvorgänge
2. Wechsel-/Drehstromlehre        
  2.1 Periodische Funktion, Kenngrößen einer sin-förmigen Wechselgröße, mathematische Operationen,
  2.2 Grundzweipole R, L, C, Leistung im Zeitbereich,
  2.3 Zeigerrechnung, komplexe Rechnung, Stromkreisberechnung mit Bildfunktion
  2.4 komplexer Widerstand, Netzwerkberechnung, komplexe Leistungsanpassung
  2.5 symmetrische und unsymmetrische 3-Phasensysteme (quellen- und lastseitig)
  2.5 Ortskurven, Tief- und Hochpass
Praktikum:
V4: Magnetfelder und magn. Systeme;  
V5: Wechselgrößen, FG und Oszilloskop; Frequenz- und Phasengang; R-C-Glieder
V6: Wechsel- und Drehstrom; Leistungsmessungen und -berechnungen, Kompensation

[letzte Änderung 15.11.2022]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Tafel, Präsentation, Skript, Anschauungsobjekte

[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]
 
[Thu Apr 25 23:44:05 CEST 2024, CKEY=e3E2204, BKEY=ei, CID=E2204, LANGUAGE=de, DATE=25.04.2024]