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Vektoranalysis & Theoretische Elektrotechnik 2

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Vektoranalysis & Theoretische Elektrotechnik 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, Master, ASPO 01.04.2019
Code: E2803
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..
P211-0166
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.
5V+1U (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).
8
Studiensemester: 1
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
mündliche Prüfung

[letzte Änderung 31.03.2019]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

E2803 (P211-0166) Elektro- und Informationstechnik, Master, ASPO 01.04.2019 , 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 8 Creditpoints 240 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 172.5 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
E2906 Erweiterte Methoden der Hoch- & Höchstspannungstechnik


[letzte Änderung 11.10.2023]
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Martin Buchholz
Dozent/innen: Prof. Dr. Martin Buchholz

[letzte Änderung 10.09.2018]
Lernziele:
Die Studierenden haben nach erfolgreichem Abschluss des Moduls die für alle Vertiefungsrichtungen in gleichem Maß erforderlichen Grundkenntnisse und Lösungskompetenzen für Aufgabenstellungen aus dem Gebiet der Vektoranalysis erworben.Die Studierenden analysieren darüber hinaus die Maxwell-Gleichungen und sind selbst in der Lage aus der Vorkenntnis der Mathematik Rand- und ßbergangsbedingungen herzuleiten. Sie kennen die Gültigkeitsbereiche der Materialbeziehungen und können somit auf vorgegebene Aufgabenstellungen das Elektromagnetische Feld theoretisch bestimmen und somit die Basis für computerbasierte Berechnungen zu legen. Dabei können die Studierenden auch abschätzen unter welchen besonderen Bedingungen die gefundenen Lösungen funktionieren und wo Annahmen zu Einschränkungen der Theorie führen.

[letzte Änderung 31.03.2019]
Inhalt:
Vektorfunktion einer reellen Variablen, Vektorfunktion und ihre geometrische Bedeutung, Differenzieren eines Vektors,  Skalar- und Vektorfelder,  Definition von Skalar- und Vektorfeldern, physikalische Motivation, Beispiele,  Der Gradient eines Skalarfeldes, Divergenz und Rotation eines Vektorfeldes, Der Nabla-Operator, Der Laplace-Operator,  Rechenregeln und nützliche Gleichungen, Krummlinige Koordinaten, Kurven-, Oberflächen- und Volumenintegrale, Das Kurvenintegral über ein Vektorfeld, Das Kurvenintegral über ein Vektorfeld, Mehrfachintegrale,  Oberflächenintegrale, Volumenintegrale, Integralsätze, Der Gauß´sche Satz, Der Stoke´sche Satz
Maxwell Gleichungen, Material Beziehungen, Rand- und ßbergangsbedingungen, Ausstrahlungsbedingungen, Dispersive und nicht dispersive Medien, Entkopplungsverfahren, Lorentz Entkopplung, Hertzscher und Fitzgeraldscher Vektor, Skalares Potential und Vektorpotential, Bromwich, Ebene Wellen, Fresnel Beugung, Leitungstheorie für Koax, Twisted Pair und Lichtwellenleiter, Stromverdrängung.
Hohlleiter, Scattering und Inverse Scattering, Anwendungen in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, Antennentheorie

[letzte Änderung 18.07.2019]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Skript, Folien, Beamer, PC, CD

[letzte Änderung 31.03.2019]
Literatur:
Becker, Klaus-Dieter: Theoretische Elektrotechnik, VDE, Berlin, 1982, ISBN 3-80071275-X
Bergmann, Ludwig; Schaefer, Clemens: Lehrbuch der Experimentalphysik, Bd. III Teil 1: "Wellenoptik", Walter de Gruyter, Berlin, 1962
Blume, Siegfried: Theorie elektromagnetischer Felder, Hüthig, Heidelberg, 1991, 3. Aufl.
Bourne, Donald E.; Kendall, Peter C.: Vektoranalysis, Teubner, 1988
Bronstein, Ilja; Semendjajew, Konstantin; Musiol, Gerhard; Mühlig, Heiner: Taschenbuch der Mathematik, Harri Deutsch
Collin, Robert E,: Field theory of guided waves, McGraw-Hill, New York, 1960
Hafner, Christian: Numerische Berechnung elektromagnetischer Felder, Springer, Berlin, 1987, ISBN 3-540-17334-X
Hofmann, Hellmut: Das elektromagnetische Feld: Theorie u. grundlegende Anwendungen, Springer, Wien, (akt. Aufl.)
Marsden, Jerrold E.; Tromba, Anthony J.: Vektoranalysis, Spektrum, 1995, ISBN 3-86025-149-X
Papula, Lothar: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Band 1-3, Springer Vieweg
Papula, Lothar: Mathematische Formelsammlung für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Springer Vieweg
Schark: Vektoranalysis für Ingenieurstudenten, Harri Deutsch, 1992
Stöcker, Horst: Taschenbuch mathematischer Formeln und moderner Verfahren, Harri Deutsch, Frankfurt

[letzte Änderung 18.07.2019]
 
[Thu Nov 21 09:59:41 CET 2024, CKEY=emE2803, BKEY=eim, CID=E2803, LANGUAGE=de, DATE=21.11.2024]