Modulhandbuch Master Elektrotechnik und Informationstechnik

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1 Modulhandbuch Master Elektrotechnik und Informationstechnik tudienordnungsversion: ertiefung: 2014 EWT gültig für das Wintersemester 2016/17 Erstellt am: 01. November 2016 aus der O Datenbank der TU Ilmenau Herausgeber: Der Rektor der Technischen Universität Ilmenau URN: urn:nbn:de:gbv:ilm1-mhb-4612

2 Inhaltsverzeichnis Name des Moduls/Fachs 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Abschluss L Fachnr. Elektroprozesstechnik F 5 Elektroprozesstechnik L 30min Wärme- und toffübertragung F 5 Wärme- und toffübertragung L 30min Werkstoffe der Elektrotechnik F 5 Werkstoffe der Elektrotechnik L 30min Werkstoffzustände und Werkstoffanalyse F 5 Werkstoffzustände und -analyse L 30min Module aus Wahlkatalog F 20 Elektrotechnologische erfahren F Elektrotechnologische erfahren L 30min Numerische imulation in der Elektroprozesstechnik F Numerische imulation in der Elektroprozesstechnik L 30min Elektrische Energiewandlung F Elektrische Energiewandlung L 30min Elektrotechnische Geräte und Anlagen 2 F Elektrotechnische Geräte und Anlagen L 60min chaltnetzteile /tromversorgungstechnik F chaltnetzteile / tromversorgungstechnik L 30min Auslegung leistungselektronischer chalter F Auslegung leistungselektronischer chalter L 30min Regenerative Energien und peichertechnik F Regenerative Energien und peichertechnik L 90min Werkstoffe der Energietechnik F Werkstoffe der Energietechnik L 30min Funktionswerkstoffe F Funktionswerkstoffe L 90min Oberflächen- und Galvanotechnik F Oberflächen- und Galvanotechnik L Batterien und Brennstoffzellen F Batterien und Brennstoffzellen L 90min

3 Technisches Nebenfach MO 10 L L Nichttechnisches Nebenfach MO 10 L L Masterarbeit mit Kolloquium F 30 Kolloquium L 45min Masterarbeit MA

4 Modul: Elektroprozesstechnik Modulnummer: Modulverantwortlich: Dr. Ulrich Lüdtke Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden sind in der Lage, typische elektrowärme-technische Einrichtungen zu analysieren und zu dimensionieren. Die Kompetenzen sind ausreichend, um eine praxisrelevante Entwurfsaufgabe zum Lehrgebiet als Abschlussarbeit zu lösen. orraussetzungen für die Teilnahme Mathematik und hysik für Ingenieure, Grundlagen der Elektrotechnik eite 4 von 69

5 Modul: Elektroprozesstechnik Elektroprozesstechnik Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Deutsch Fachnummer: Fachverantwortlich: Dr. Ulrich Lüdtke W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse Inhalt flichtkennz.: flichtfach rüfungsnummer: Turnus:ommersemester 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Mathematik und hysik für Ingenieure, Grundlagen der Elektrotechnik Art der Notengebung: Gestufte Noten Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 4.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: Die tudierenden sind in der Lage, typische elektrowärme-technische Einrichtungen zu analysieren und zu dimensionieren. Die Kompetenzen sind ausreichend, um eine praxisrelevante Entwurfsaufgabe zum Lehrgebiet als Abschlussarbeit zu lösen. Wärmeübertragung: Wärmeleitung (allgemeine Wärmeleitungsgleichung, Randbedingungen, Lösungsmöglichkeiten, thermisches Einkörperproblem); Konvektiver Wärmeübergang (Einflüsse, trömungsarten, Kennzahl-Gleichungen, Wärmeübergangskoeffizient); Wärmeübergang durch trahlung (Grundgesetze, trahlungsaustausch zwischen schwarzen und grauen Flächen, Einstrahlzahlen) Induktives Erwärmen und chmelzen: Induktoren; Ausbreitung des elektromagnetischen Feldes im Halbraum und anderen einfachen Körpern (ollzylinder, latte, Hohlzylinder); Ableitung von Feldimpedanzen charakteristischer Einsätze (Werkstücke); Induktorberechnung; Ersatzschaltungen; tromquellen; Anpassung Dielektrische Erwärmung: dielektrische erluste; Behandlung als otentialfeld; Berechnung des Arbeitskondensators; Behandlung als Wellenfeld; dielektrischer Halbraum; Reflexion; Feldverteilung; tromquellen; Anpassung Indirekte und Direkte Widerstandserwärmung: Heizleiter- / Heizelemente- Dimensionierung; direkte Widerstandserwärmung über Kontakte und Elektroden; Hochstromleitungen; tromquellen; Anpassung In den Übungen werden praxisrelevante Aufgaben gelöst, bei denen werkstofftechnische Fragen (z.b. Einhärtetiefe, Rekristallisation, Aushärten von Klebern) im ordergrund stehen Medienformen Es wird der Tafelvortrag ergänzt durch Zusammenfassungen mittels vorgefertigter Darstellungen (Folienpräsentation) bevorzugt. Für ausgewählte dynamische orgänge und rozesse werden ideopräsentationen gezeigt. Anschauungsmaterial (Muster), Laborversuche und Betriebsbesuche ergänzen das Lehrangebot. Alle wesentlichen Darstellungen (Bilder und Tafeln) werden in gedruckter Form an die tudenten ausgegeben. eite 5 von 69

6 Literatur [1] A. F. Mills: Basic Heat and Mass Transfer, rentice-hall, Inc., Upper addle River, NJ, IBN , [2] A. C. Metaxas: Foundations of Electroheat, a unified approach, John Wiley & ons, Chichester, IBN , [3] Electromagnetic Induction and Conduction in Industry; aris: Centre Francais de l Électricité, [4]. Rudnev, D. Loveless, R. Cook, M. Black: Handbook of Induction Heating, New York, Basel: Marcel Dekker, Inc., IBN , verwendet in folgenden tudiengängen Master Electrical ower and Control Engineering 2013 eite 6 von 69

7 Modul: Wärme- und toffübertragung Modulnummer: Modulverantwortlich: Dr. Ulrich Lüdtke Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden sind in der Lage, wärme-technische robleme zu analysieren und zu dimensionieren. Die Kompetenzen sind ausreichend, um eine praxisrelevante Entwurfsaufgabe zum Lehrgebiet als Abschlussarbeit zu lösen. orraussetzungen für die Teilnahme Mathematik und hysik für Ingenieure eite 7 von 69

8 Modul: Wärme- und toffübertragung Wärme- und toffübertragung Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Deutsch Fachnummer: 5461 Fachverantwortlich: Dr. Ulrich Lüdtke rüfungsnummer: Turnus:ommersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 4.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden sind in der Lage, Wärme- und toffübertragungsprobleme zu analysieren. Die Kompetenzen sind ausreichend, um geeignete Lösungsmöglichkeiten auszuwählen und einfache Berechnungen und Abschätzungen selbständig vorzunehmen. orkenntnisse Mathematik und hysik für Ingenieure Inhalt Wärmeleitung Mathematische Analogie von Wärmeleitung und Diffusion Ähnlichkeitsmethodik Konvektiver Wärmeübergang Temperaturstrahlung Wärmenetze Instationäre Wärmeleitung (analytische und numerische Lösungen) Temperaturmessung Medienformen Es wird der Tafelvortrag ergänzt durch Zusammenfassungen mittels vorgefertigter Darstellungen (Folienpräsentation) bevorzugt. Für ausgewählte dynamische orgänge und rozesse werden ideopräsentationen gezeigt. Alle wesentlichen Darstellungen (Bilder, Tabellen, Diagramme usw.) werden in gedruckter Form an die tudenten ausgegeben. Literatur [1] H.D. Baer, K. tefan: Wärme- und toffübertragung, pringer, 7. Auflage, flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten 2166 verwendet in folgenden tudiengängen Master Electrical ower and Control Engineering 2013 eite 8 von 69

9 Modul: Werkstoffe der Elektrotechnik Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. eter chaaf Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden sind in der Lage, mechanische und funktionale Eigenschaften der Werkstoffe aus ihren mikroskopischen und submikroskopischen Aufbauprinzipien zu erklären und Eigenschaftsveränderungen gezielt zu analysieren, zu bewerten und für neue Anwendungen zu synthetisieren. Das Fach vermittelt überwiegend Fachkompetenz. orraussetzungen für die Teilnahme Grundlagenkenntnisse aus dem Fach Werkstoffe eite 9 von 69

10 Modul: Werkstoffe der Elektrotechnik Werkstoffe der Elektrotechnik Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Deutsch Fachnummer: 5486 Fachverantwortlich: rof. Dr. eter chaaf W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse Inhalt flichtkennz.: flichtfach rüfungsnummer: Art der Notengebung: Gestufte Noten Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 4.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F - Die tudierenden kennen der Grundaufbau der Werkstoffe (Kristallsysteme, Gitteraufbau, Bindungsarten) und ie können Realstruktur und Idealstruktur unterscheiden und die Beziehung truktur-gefüge-eigenschaft anwenden. Die tudierenden besitzen Grundkenntnisse über den inneren Aufbau sowie die sich daraus ergebenden Zustände und Eigenschaften von Werkstoffen und verstehen, diese auf ingenieurwissenschaftliche Anwendungen zu übertragen. - Die tudierenden kennen die Mechanismen und Möglichkeiten zur eränderung von Werkstoffen und können ihre Wirkungen zur gezielten Beeinflussung der Eigenschaften von Werkstoffen nutzen. - ie sind in der Lage, aus dem mikroskopischen und submikroskopischen Aufbau die resultierenden mechanischen Eigenschaften abzuleiten und Eigenschaftsveränderungen gezielt vorzuschlagen. Dabei können sie kinetische Wechselwirkung einbeziehen und gezielt für eine thermische und/oder thermomechanische Werkstoffveränderung nutzen. - Die tudierenden können mechanische und funktionale Eigenschaften der Werkstoffe aus ihren mikroskopischen und submikroskopischen Aufbauprinzipien erklären und Eigenschaftsveränderungen gezielt vorschlagen. - Die tudierenden sind in der Lage, Grundkenntnisse über Werkstoffprüfverfahren zu verstehen und auf ingenieurwissenschaftliche Anwendungen zu übertragen. - Die tudierenden kennen die werkstofftechnologischen Grundprinzipien und sind in der Lage, Werkstoffe für ingenieurmäßige Anwendungen auszuwählen und vorzuschlagen. Grundkenntnisse in Mathematik, hysik, Chemie, Teilnahme an der orlesung Werkstoffe. Dozent: rof. Dr. Lothar pieß Kristalliner Zustand, Idealkristall, Realkristall (Keimbildung, Kristallwachstum; Fehlordnungen), Amorpher Zustand, Nah- und Fernordnung, Aufbau amorpher Werkstoffe ilikatische Gläser, Hochpolymere, Amorphe Metalle Zustandsänderungen, Thermische Analyse, Einstoffsysteme, Zustandsdiagramme von Zweistoffsystemen, Realdiagramme von Zweistoffsystemen, Mehrstoffsysteme Ungleichgewichtszustände, Diffusion, intern, Rekristallisation Mechanische und thermische Eigenschaften erformungsprozess (Elastische und plastische erformung; Bruch) Thermische Ausdehnung Wärmebehandlung Konstruktionswerkstoffe, tahl, Leichtbaulegierungen, Gußwerkstoffe, Werkstoffverbunde und erbundwerkstoffe 2172 eite 10 von 69

11 Mechanische Werkstoffprüfung (Zugfestigkeitsprüfung, Härteprüfung, Metallografie) Funktionale Eigenschaften Elektrische Eigenschaften (Leiterwerkstoffe, Widerstandswerkstoffe, Kontaktwerkstoffe, upraleiter) Halbleitende Eigenschaften (Eigen- und törstellenleitung, Element- und erbindungshalbleiter, hysikalische Hochreinigung, Kristallzüchtung) Dielektrische Eigenschaften (olarisationsmechanismen, Isolations- und Kondensatormaterialien, Lichtleiter) Magnetische Eigenschaften (Erscheinungen und Kenngrößen, Magnetwerkstoffe) Chemische und tribologische Eigenschaften, Korrosion, erschleiß Werkstoffkennzeichnung und Werkstoffauswahl Medienformen oweroint-folien Tafelanschrieb Animationen und Grafiken Literatur -E. Hornbogen: Werkstoffe; pringer, Berlin etc. 1987; -W. chatt, H. Worch, hrsg.: Werkstoffwissenschaft; Wiley-CH, Weinheim, 2003; -W. Bergmann: Werkstofftechnik 1+2, Hanser erlag, Roos/Maile: Werkstoffkunde für Ingenieure, pringer erlag -Reissner: Werkstoffkunde für Bachelors, Hanser erlag -Ilschner, B.: Werkstoffwissenschaften: Eigenschaften, orgänge, Technologien. 3. erw. Aufl. 2000, Berlin, pringer -J.F. hackelford: Werkstofftechnologie für Ingenieure; earson, München etc. 2005; D.R. Askeland: Materialwissenschaften; pektrum, Heidelberg etc. 1996; ml30 verwendet in folgenden tudiengängen eite 11 von 69

12 Modul: Werkstoffzustände und Werkstoffanalyse Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. eter chaaf Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden lernen Methoden zur Bestimmung von Werkstoffstrukturdaten unter Anwendung von ionisierender trahlung kennen. Die Besonderheiten beim Einsatz von chichten werden verstärkt herausgearbeitet. Die tudierenden bewerten Werkstoffstrukturdaten in Abhängigkeit der Untersuchungsmethoden und der erhaltenen trukturkenngrößen. truktur-gefüge Eigenschaften - der wichtigste Werkstoffzusammenhang 2. Werkstoffzustände - fest, kristallin, amorph - flüssig, gasförmig, plasmaförmig, - Dünnschichtzustand, - Nanokristallin 3. Ionisierende trahlung und Detektion - Röntgenstrahlerzeugung - radioaktive Quellen - Detektoren für trahlung 4. Radiografie - Kontrast bei Abbildung durch Durchleuchtung - Computertomographie 5. Röntgenbeugungsuntersuchungen - ielkristalluntersuchungsverfahren - Debye-cherrer erfahren und Bragg-Brentano Diffraktometer - Dünnschichtuntersuchungsanordnungen 6. Röntgenografische pannungsanalyse 7. Röntgenografische Texturanalyse Das Fach vermittelt überwiegend Fachkompetenz. orraussetzungen für die Teilnahme Grundlagenwissen Werkstoffe (Bachelor). eite 12 von 69

13 Modul: Werkstoffzustände und Werkstoffanalyse Werkstoffzustände und -analyse Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Deutsch Fachnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. eter chaaf rüfungsnummer: Turnus:ommersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 116 W: 4.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden lernen Methoden zur Bestimmung von Werkstoffstrukturdaten unter Anwendung von ionisierender trahlung kennen. Die Besonderheiten beim Einsatz von chichten werden verstärkt herausgearbeitet. Die tudierenden bewerten Werkstoffstrukturdaten in Abhängigkeit der Untersuchungsmethoden und der erhaltenen trukturkenngrößen. Die tudierenden können Diffraktogramme, die DF-Datei und die Geräte prinzipell auswerten bzw. anwenden. Das Fach vermittelt Fach-, Methoden- und ystemkompetenz. orkenntnisse BA WW Inhalt Dozent: rof. Dr. Lothar pieß 1. Zielstellung truktur-gefüge Eigenschaften - der wichtigste Werkstoffzusammenhang 2. Werkstoffzustände - fest, kristallin, amorph - flüssig, gasförmig, plasmaförmig, - Dünnschichtzustand, - Nanokristallin 3. Ionisierende trahlung und Detektion - Röntgenstrahlerzeugung - radioaktive Quellen - Detektoren für trahlung 4. Radiografie - Kontrast bei Abbildung durch Durchleuchtung - Computertomographie 5. Röntgenbeugungsuntersuchungen - ielkristalluntersuchungsverfahren - Debye- cherrer erfahren und Bragg-Brentano Diffraktometer - Dünnschichtuntersuchungsanordnungen 6. Röntgenografische pannungsanalyse 7. Röntgenografische Texturanalyse 8. Fundamentalparameteranalyse 9. Einkristalluntersuchungsverfahren Laue-erfahren Weisenbergmethode 10. Gerätetechnische Realisierung Die orlesung wird durch eine Übung, teilweise unter Nutzung von Gerätevorführungen begleitet. Medienformen orlesungsskript Computer Demo Literatur 1. pieß; chwarzer; Behnken; Teichert: Moderne Röntgenbeugung; BG. Teubner erlag, 1. Auflage Heine, B.: Werkstoffprüfung; Fachbuchverlag Leipzig, 1. Auflage Nitzsche, K.: chichtmeßtechnik; ogel Buch erlag Würzburg 1. Auflage tolz, W.: Radioaktivität; 5. Auflage, Teubner-erlag Massa, W.: Kristallstrukturbestimmung; 4. Auflage, Teubner-erlag, Allmann, R.; Kern, A.: Röntgenpulverdiffraktometrie, 2. Auflage, pringer erlag 2002 flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten 2172 verwendet in folgenden tudiengängen eite 13 von 69

14 Master Micro- and Nanotechnologies 2016 Master Mikro- und Nanotechnologien 2016 Master Werkstoffwissenschaft 2013 Master Werkstoffwissenschaft 2011 Master Regenerative Energietechnik 2013 Master Werkstoffwissenschaft 2010 eite 14 von 69

15 Modul: Elektrotechnologische erfahren Modulnummer: Modulverantwortlich: Dr. Ulrich Lüdtke Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden kennen und verstehen die prinzipiellen Möglichkeiten der elektroenergetischen Einwirkungen auf Werkstoffe und sind in der Lage, geeignete erfahren für konkrete Aufgaben abzuleiten. ie sind außerdem in der Lage, einfache Berechnungen/qualitative Abschätzungen (Energiebilanzen, einfache Dimensionierungen) dazu vorzunehmen. orraussetzungen für die Teilnahme Mathematik und hysik für Ingenieure, Grundlagen der Elektrotechnik eite 15 von 69

16 Modul: Elektrotechnologische erfahren Elektrotechnologische erfahren Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Deutsch Fachnummer: 1353 Fachverantwortlich: Dr. Ulrich Lüdtke W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse Inhalt Medienformen rüfungsnummer: flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 4.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden kennen und verstehen die prinzipiellen Möglichkeiten der elektroenergetischen Einwirkungen auf Werkstoffe und sind in der Lage, geeignete erfahren für konkrete Aufgaben abzuleiten. ie sind außerdem in der Lage, einfache Berechnungen/qualitative Abschätzungen (Energiebilanzen, einfache Dimensionierungen) dazu vorzunehmen. Mathematik 1 3, hysik 1 2, Allgemeine Elektrotechnik 1 3, Theoretische Elektrotechnik 1 Hinsichtlich möglicher verfahrenstechnischer Anwendungen werden die elektroenergetischen Einwirkungen auf Werkstoffe diskutiert und unter ereinfachungen/annahmen mathematisch beschrieben. Die Werkstoffe werden als Leiter, Halbleiter, Nichtleiter in allen Aggregatzuständen (fest, flüssig und gasförmig) betrachtet. Elektrisches Gleichfeld: Coulomb-Kraft, Elektrisierungskraft, Elektrostriktion, Dissoziation, tofftransport, Faraday-Gesetze, olarisation, Diffusion, Joule Gesetz, lasma, Ionisation, Rekombination, Anregung, Abregung, Thermodynamisches Gleichgewicht, lasmafrequenz, mittlere frei Weglänge Magnetisches Gleichfeld: Magnetisierungskraft, Magnetostriktion, olarisation, Lorentz-Kraft, Wirbelströme, Eindringtiefe, Driftbewegung in einem lasma, Teilchenbeweglichkeit, ambipolare Diffusion, Magnetohydrodynamik Quasistationäres elektromagnetisches Feld: kineffekt, Wirbelströme, Eindringtiefe, erluste (Erwärmung) durch olarisationswechsel, erlustfaktor Elektromagnetisches Wellenfeld und elektromagnetische trahlung: komplexer Ausbreitungskoeffizient, Intensitätsverteilung Eindringtiefe, Absorption, Reflexion Temperatur- und Lichtstrahlung: selektive Absorption, Reflexion und Transmission Teilchenstrahlung: Teilchenbeschleunigung und Teilchenablenkung durch magnetische und elektrische Felder, Wirkungen von Elektronen- und Ionenstrahlung Zu allen Wirkmechanismen werden exemplarische technologische Anwendungen gezeigt. Es wird der Tafelvortrag ergänzt durch Zusammenfassungen mittels vorgefertigter Darstellungen (Folienpräsentationen) bevorzugt. Für ausgewählte dynamische orgänge und rozesse werden ideopräsentationen gezeigt. Alle wesentlichen Darstellungen (Bilder und Tafeln) werden in gedruckter Form an die tudenten ausgegeben und sind aus dem 2166 eite 16 von 69

17 Intranet abrufbar. Literatur [1] G. von Oppen, F. Melchert: hysik für Ingenieure, München, earson tudium, [2] H. Conrad, R. Krampitz: Elektrotechnologie, Berlin, Technik, [3] M. Rudolph, H.chaefer: Elektrothermische erfahren, Berlin, pringer, [4] D. Neundorf: Elektrophysik: physikalische Grundlagen der elektrotechnischen Werkstoffe und Halbleiterbauelemente, Berlin [u.a.], pringer, verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2008 eite 17 von 69

18 Modul: Numerische imulation in der Elektroprozesstechnik Modulnummer: Modulverantwortlich: Dr. Ulrich Lüdtke Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden kennen und verstehen die Berechnungsmethoden zur Lösung von elektrischen und magnetischen Feldproblemen. ie sind in der Lage, einfache roblemstellungen analytisch zu berechnen. ie verstehen die Besonderheiten numerischer Lösungsverfahren am Beispiel der Finiten Element Methode. Die tudierenden sind in der Lage mit dem kommerziellen Finite Elemente rogramm ANY-Workbench elektrische und magnetische Feldprobleme zu simulieren und auszuwerten. orraussetzungen für die Teilnahme Mathematik und hysik für Ingenieure, Grundlagen der Elektrotechnik eite 18 von 69

19 Modul: Numerische imulation in der Elektroprozesstechnik Numerische imulation in der Elektroprozesstechnik Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Deutsch Fachnummer: Fachverantwortlich: Dr. Ulrich Lüdtke W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen rüfungsnummer: Turnus:Wintersemester 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden kennen und verstehen die Berechnungsmethoden zur Lösung von elektrischen und magnetischen Feldproblemen. ie sind in der Lage, einfache roblemstellungen analytisch zu berechnen. ie verstehen die Besonderheiten numerischer Lösungsverfahren am Beispiel der Finiten Element Methode. Die tudierenden sind in der Lage mit dem kommerziellen Finite Elemente rogramm ANY-Workbench elektrische und magnetische Feldprobleme zu simulieren und auszuwerten. orkenntnisse Mathematik und hysik für Ingenieure, Grundlagen der Elektrotechnik Inhalt Analytische und Numerische Berechnung von Feldproblemen in der Elektrotechnik Formulierung von Randwertaufgaben Feldtypen, partielle Differentialgleichungen; Randbedingungen; räumliche Dimension; zeitliche Abhängigkeiten; toffeigenschaften; Feldverkopplungen; Koordinatensysteme; ereinfachungen; kalare otentialfelder (elektrostatisches Feld, magnetostatisches Feld, Wärmeleitungsprobleme); ektorielle Felder (elektromagnetisches Feld, ektorpotential); Mathematisch analoge Felder Analytische Berechnung Eindimensionale Lösungen; Methode der piegelung Numerische Näherungsverfahren Finite Element Methode (erfahren des gewichteten Restes Galerkinverfahren, ariationsverfahren); Ein- und zweidimensionales Beispiel für die Finite Element Methode; Boundary-Element-Methode Diskretisierungstechniken Finite Elemente (Form- bzw. Ansatzfunktionen, Eigenschaften); Kanten- und knotenpunktorientierte Elemente; ernetzungskonzepte; Großdimensionale Gleichungssysteme (Eigenschaften, Lösungsverfahren) Fehlerbetrachtung Fehlerursachen; rüfung (ergleich, Bilanzen, Abschätzung) eminare Berechnung von Beispielen mit ANY-Workbench Medienformen Der Tafelvortrag wird durch Folienpräsentationen und ideoanimationen ergänzt. Alle wesentlichen Darstellungen werden in gedruckter Form an die tudenten ausgegeben. Übungsaufgaben sind aus dem Intranet durch tudenten abrufbar. Literatur flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 4.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: [1] K. Küpfmüller: Theoretische Elektrotechnik - eine Einführung, 17. bearb. Aufl. - Berlin, pringer-erlag, [2] A. Kost: Numerische Methoden in der Berechnung elektromagnetischer Felder, pringer-erlag, eite 19 von 69

20 verwendet in folgenden tudiengängen Master Elektrotechnik und Informationstechnik 2014 ertiefung EET Master Elektrochemie und Galvanotechnik 2013 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 eite 20 von 69

21 Modul: Elektrische Energiewandlung Modulnummer: Modulverantwortlich: Dr. Ulrich Lüdtke Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden kennen und verstehen die grundlegenden Formen der elektrischen Energiewandlung. ie sind in der Lage, für einfache elektromechanische Wandler die ystemgleichungen aufzustellen. ie verstehen die ystemgleichungen zu linearisieren und in die tandardform zu überführen. Numerische zeitdiskrete erfahren (Blockstrukturen) zur Lösung nichtlinearer ystemgleichungen können angewendet werden. orraussetzungen für die Teilnahme Mathematik und hysik für Ingenieure, Grundlagen der Elektrotechnik eite 21 von 69

22 Modul: Elektrische Energiewandlung Elektrische Energiewandlung Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Deutsch Fachnummer: 1349 Fachverantwortlich: Dr. Ulrich Lüdtke W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen rüfungsnummer: Turnus:Wintersemester 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden kennen und verstehen die grundlegenden Formen der elektrischen Energiewandlung. ie sind in der Lage, für einfache elektromechanische Wandler die ystemgleichungen aufzustellen. ie verstehen die ystemgleichungen zu linearisieren und in die tandardform zu überführen. Numerische zeitdiskrete erfahren (Blockstrukturen) zur Lösung nichtlinearer ystemgleichungen können angewendet werden. orkenntnisse Mathematik 1 3, hysik 1 2, Allgemeine Elektrotechnik 1 3, Theoretische Elektrotechnik 1 Inhalt Erscheinungsformen der Energie, reversible und irreversible Wandlungen Elektro-mechanische Wandlung im elektrischen Feld Energie und Koenergie; numerische Energieberechnung; Kraft aus virtueller errückung, pannungs-, trom- und Wegdynamik, statischer Arbeitspunkt, Linearisierung des Differentialgleichungssystems, lineare/nichtlineare Eigenschaften, Beispiel: Dynamik einfacher Anordnungen, Elektro-mechanische Wandlung im magnetischen Feld Energie und Koenergie; numerische Energieberechnung; Magnetsysteme mit rotatorischen / translatorischen Elementen; Kraft aus virtueller errückung; lineare/nichtlineare Zusammenhänge; Energie von ystemen mit mehreren Eingängen; pannungs-, trom- und Wegdynamik; Blockstruktur des zu lösenden Differentialgleichungs-ystems; numerische Lösung des Differential- Gleichungssystems (Euler); Beispiele: Dynamik einfacher Anordnungen Irreversible elektrothermische Wandlung Wandlung bei induzierter und kontaktierter tromleitung in Festkörpern; leitfähigen Flüssigkeiten und Gasen; Wandlung durch olarisationswechsel im elektrischen und magnetischen Feld; chwingungsanregung von geladenen Teilchen, Wandlung durch Teilchenstrahlung Thermo-elektrische Wandlung rinzipien (thermische Elektronenemission; thermoelektronische Effekte); idealer und realer Wirkungsgrad; erlustursachen; U,I- Kennlinie Chemo-elektrische Wandlung rimär-, ekundärund Brennstoffzellen; Energiebilanz (Gibbs- Energie, Enthalpie, Entropie); toffumsatz; Reaktionsgleichung; Zellenspannung; idealer Wirkungsgrad; U,I- Kennlinie; prinzipieller Aufbau sowie realer Wirkungsgrad der Brennstoffzelle Foto-elektrische Wandlung rinzip; Grenzwirkungsgrad; erlustursachen; U,I- Kennlinie des Fotoelements; Anpassung und erschaltung von Zellen Wandlungen mit der kinetischen Energie elektrisch leitender Fluide rinzipien (magneto-hydrodynamisch, elektrohydrodynamisch); Generatoren; idealer Wirkungsgrad; Grenzwerte Medienformen Es wird der Tafelvortrag, ergänzt durch Zusammenfassungen mittels vorgefertigter Darstellungen (Folienpräsentation), bevorzugt. Für ausgewählte dynamische orgänge und rozesse werden ideopräsentationen gezeigt. Alle wesentlichen Darstellungen (Bilder und Tafeln) sind aus dem Intranet durch die tudenten abrufbar. Literatur flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 4.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: 2166 eite 22 von 69

23 [1] R. Decher: Direct Energy Conversion - Fundamentals of Electric ower roduction New York, Oxford, Oxfford University ress, [2] K.J. Binns,.J. Lawrenson, C.W. Trowbridge: The Analytical and Numerical olution of Electric and Magnetic Fields, John Wiley & ons Ltd, [3] H.-G. Wagemann, H. Eschrich: Grundlagen der photovoltaischen Energiewandlug tuttgart, B.G. Teubner, [4] H. Wendt,. lazak: Brennstoffzellen Düsseldorf, DI-erlag, verwendet in folgenden tudiengängen Master Elektrotechnik und Informationstechnik 2014 ertiefung EET Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2008 Master Electrical ower and Control Engineering 2013 eite 23 von 69

24 Modul: Elektrotechnische Geräte und Anlagen 2 Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. Frank Berger Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden sind in der Lage wesentliche Betriebsmittel der Energietechnik zu analysieren, zu dimensionieren und zu synthetisieren. Es können innovative Entwicklungsrichtungen auf Basis des Wissens selbstständig verfolgt werden. Das erhalten der einzelnen Betriebsmittel und ihre Wechselwirkung im ystem des elektrischen Netzes ist analysierbar. Das analytisch, systematische Denken ist geschult. Kreativität zur Lösung neuer technischer Lösungen wird angeregt. Teamorientierung, Entscheidungsverhalten und Arbeitsorganisation wird in den raktikas geschult. orraussetzungen für die Teilnahme Elektrische Energietechnik, Elektrotechnische Geräte 2 und Anlagen eite 24 von 69

25 Modul: Elektrotechnische Geräte und Anlagen 2 Elektrotechnische Geräte und Anlagen 2 Fachabschluss: rüfungsleistung alternativ 60 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: deutsch flichtkennz.: flichtfach Turnus:ommersemester Fachnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Frank Berger rüfungsnummer: Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 116 W: 4.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden sind in der Lage wesentliche Betriebsmittel der Energietechnik zu analysieren, zu dimensionieren und zu synthetisieren. Es können innovative Entwicklungsrichtungen auf Basis des Wissens selbstständig verfolgt werden. Das erhalten der einzelnen Betriebsmittel und ihre Wechselwirkung im ystem des elektrischen Netzes ist analysierbar. Das analytisch, systematische Denken ist geschult. Kreativität zur Lösung neuer technischer Lösungen wird angeregt. Teamorientierung, Entscheidungsverhalten und Arbeitsorganisation wird in den raktikas geschult. orkenntnisse Elektrische Energietechnik, Elektrotechnische Geräte 1 Teilnahmevoraussetzung für das raktikum ist das Absolvieren der Arbeitsschutzbelehrung, diese findet einmalig zu Beginn jedes emesters statt. Termin wird per Aushang im Fachgebiet, auf der Fachgebietswebseite und im L bekannt gegeben. Inhalt Überspannungsschutzgeräte, Ableiter in N-Anlagen Messwandler, Nichtkonventioneller tromwandler Generatoren, Betriebsdiagramm der ynchronmaschine, Blindleistungsverhalten der ynchronmaschine, Regelung des Generators, Transformatoren, Drehstromtransformatoren pulen Kondensatoren (Reihenkondensatoren, arallelkondensatoren), Freileitungen Medienformen Arbeitsblätter, kript, chnittmodelle, Geräte als Anschauungsstücke, Fachexkursionen, raktikumsanleitungen Literatur Noack, F.: Einführung in die elektrische Energietechnik, Carl-Hanser-erlag, 2003 Herold, G.: Elektrische Energieversorgung, Band 1-4, J. chlembach Fachverlag, 2002 Böhme: Mittelspannungstechnik, erlag Technik Berlin, 1992 Hasse, Wiesinger: Handbuch für Blitzschutz und Erdung, De-erlag chwab, A.: Elektroenergiesysteme, pringer erlag, 2006 Oeding, D.; Oswald, B. R.: Elektrische Kraftwerke und Netze, 7. Auflage, pringer erlag, 2011 Die alternative rüfungsleistung besteht aus einer 60-minütigen mündlichen rüfung sowie einem benoteten raktikum (4 ersuche). Die mdl. rüfung geht mit 2/3, das raktikum mit 1/3 in die Gesamtbewertung ein eite 25 von 69

26 verwendet in folgenden tudiengängen Master Wirtschaftsingenieurwesen 2014 ertiefung ET Master Wirtschaftsingenieurwesen 2013 ertiefung ET Master Electrical ower and Control Engineering 2013 Master Elektrotechnik und Informationstechnik 2014 ertiefung EET Master Wirtschaftsingenieurwesen 2015 ertiefung ET eite 26 von 69

27 Modul: chaltnetzteile /tromversorgungstechnik Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. Jürgen etzoldt Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden haben verschiedene Topologien der tromversorgungstechnik verstanden. ie sind in der Lage, tromversorgungen für beliebige Anwendungen (spezifische Leistung, Ausgangsspannung, Ausgangsstrom) zu projektieren, zu dimensionieren und besitzen Grundkenntnisse für die praktische Realisierung. ie können für den geforderten Einsatzfall die geeignetste Grundschaltung auswählen und dimensionieren. ie sind fähig, analoge und digitale teuerverfahren einzusetzen und zu parametrieren. ie sind vertraut mit wichtigen Netzanschlußbedingungen, unter denen die tromversorgung zuverlässig funktionieren soll. ie können die Zuverlässigkeit/ Lebensdauer von chaltnetzteilen durch die Auslegung beeinflussen. orraussetzungen für die Teilnahme - ingenieurwissenschatliches Grundstudium - Grundlagen der Leistungselektronik Einzelleistungen eite 27 von 69

28 Modul: chaltnetzteile /tromversorgungstechnik chaltnetzteile / tromversorgungstechnik Fachabschluss: rüfungsleistung alternativ 30 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: Deutsch flichtkennz.: flichtfach Turnus:Wintersemester Fachnummer: 5512 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Jürgen etzoldt Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 116 W: 4.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden haben verschiedene Topologien der tromversorgungstechnik verstanden. ie sind in der Lage, tromversorgungen für beliebige Anwendungen (spezifische Leistung, Ausgangsspannung, Ausgangsstrom) zu projektieren, zu dimensionieren und besitzen Grundkenntnisse für die praktische Realisierung. ie können für den geforderten Einsatzfall die geeignetste Grundschaltung auswählen und dimensionieren. ie sind fähig, analoge und digitale teuerverfahren einzusetzen und zu parametrieren. ie sind vertraut mit wichtigen Netzanschlußbedingungen, unter denen die tromversorgung zuverlässig funktionieren soll. ie können die Zuverlässigkeit/ Lebensdauer von chaltnetzteilen durch die Auslegung beeinflussen. orkenntnisse - ingenieurwissenschaftliches Grundstudium Inhalt - Grundschaltungen der DC-DC-tromversorgungstechnik - Kommutierung am Beispiel leistungselektronischer Grundschaltungen - Grundlagen der Halbleiterbauelemente für die chaltnetzteiltechnik - Grundlager der passiven Bauelemente - Grundprinzipien der potentialfreien Energieübertragung (perr- und Durchflusswandlerprinzip) - rinzipien und Auslegung von Eintransistorschaltungen (perrwandler, Durchflusswandler) - rinzipien und Auslegung von Brückenschaltungen - rinzipien und Auslegung von ower Factor Correction (FC)-chaltungen - rinzip der hart schaltenden Technik - rinzip der Resonanz- und Quasiresonanztechnik - erfahren zur teuerung und Regelung von chaltnetzteilen - imulation (ICE) von tromversorgungen - messtechnische Analyse von tromversorgungen Medienformen - räsentationen/ Tafelbilder - Arbeitsblätter - chaltungsdemonstratoren für die praktische Arbeit - imulationsmodelle (ICE) - praktische Messungen 2161 eite 28 von 69

29 Literatur - Maksimovic, D.; Erickson, R.: Fundamentals of ower Electronics - Billings, K.: witchmode ower upply Handbook - Whittington: witched Mode ower upplies: Design and Construction - ressman, A.: Billings, K.; Morey, T.: witching ower upply Design - chröder, D.: Elektrische Antriebe/ Leistungselektron.chaltungen (4.Aufl.) - alternative rüfungsleistung Die alternative rüfungsleistung besteht aus - Erstellung eines wissenschaftlichen osters (75%) - Ergebnispräsentation (25%). verwendet in folgenden tudiengängen Master Fahrzeugtechnik 2009 Master Wirtschaftsingenieurwesen 2014 ertiefung ET Master Fahrzeugtechnik 2014 Master Wirtschaftsingenieurwesen 2009 ertiefung ET Master Wirtschaftsingenieurwesen 2010 ertiefung ET Master Elektrotechnik und Informationstechnik 2014 ertiefung EET Master Wirtschaftsingenieurwesen 2015 ertiefung ET Master Wirtschaftsingenieurwesen 2011 ertiefung ET Master Wirtschaftsingenieurwesen 2013 ertiefung ET eite 29 von 69

30 Modul: Auslegung leistungselektronischer chalter Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. Tobias Reimann Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden sind in der Lage, leistungselektronische Bauelemente für die Applikation sachgerecht auszuwählen und einzusetzen. ie kennen die wesentlichsten Eigenschaften der Bauelemente. ie sind fähig, die optimalen erfahren zur Ansteuerung und zum chutz anzuwenden. ie können das thermische ystem beurteilen, erlustleistungen abschätzen und Kühlsysteme auslegen. ie kennen die Besonderheiten der Bauelemente bei Reihen- und arallelschaltungen sowie in Z/ZC-Applikationen. orraussetzungen für die Teilnahme - Grundlagen der Leistungselektronik - Grundlagen elekronischer Bauelemente keine eite 30 von 69

31 Modul: Auslegung leistungselektronischer chalter Auslegung leistungselektronischer chalter Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Deutsch Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Tobias Reimann W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse - Grundlagen der Leistungselektronik Basics of ower Electronics - Grundlagen elekronischer Bauelemente Basics of emiconductor Devices flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Gestufte Noten Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 116 W: 3.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden sind in der Lage, leistungselektronische Bauelemente für die Applikation sachgerecht auszuwählen und einzusetzen. ie kennen die wesentlichsten Eigenschaften der Bauelemente. ie sind fähig, die optimalen erfahren zur Ansteuerung und zum chutz anzuwenden. ie können das thermische ystem beurteilen, erlustleistungen abschätzen und Kühlsysteme auslegen. ie kennen die Besonderheiten der Bauelemente bei Reihen- und arallelschaltungen sowie in Z/ZC-Applikationen. The students are able to choose correctly power semiconductor devices for different typical applications. They should know the static and dynamic characteristics of state-of-the-art power switches. They are able to apply optimised control and protection technologies.they would be able to calculate the power losses and to design the cooling system.they will be familiar with the behaviour in parallel and series connection as well as in Z/ZC application Inhalt - Überblick zu Leistungshalbleiterbauelementen - Grundlagen des chaltens und der Kommutierung - Aufbau, statisches und dynamisches erhalten von Leistungshalbleiterbauelementen - Datenblätter von Leistungshalbleiterbauelementen - Auslegung leistungselektronischer chalter - Ansteuerung und chutz - erfahren der Übertragung von Informationen und Hilfsenergie - arianten der Zustandserkennung von chaltern - erluste in leistungselektronischen chaltern - Temperatur und Kühlung - Aufbau und erbindungstechnik, Zuverlässigkeit, ystemintegration - arallelschaltung, Reihenschaltung - Eigenschaften als Z und ZC - overview power semiconductor devices - basics of switching and commutation eite 31 von 69

32 - structure, static and dynamic behaviour of power semiconductor devices - data sheets - design of power electronic switches - gate drive and protection - auxiliary power supply and control signal transmission techniques - status detection of switches - power losses, temperature calculation, cooling - packaging, reliability, system integration - parallel and series connection - behaviour under Z and ZC conditions Medienformen kript, Datenblätter, Bücher, Internet script, data sheets, lab demonstration, books, internet Literatur A. Wintrich: Applikationshandbuch Leistungshalbleiter IBN (2010) A. Wintrich: Application Manualower emiconductors IBN (2011) A. olke: IGBT Modules: Technologies, Driver and Application IBN (2012) B.J. Baliga: Fundamentals of ower emiconductor Devices IBN (2008) J. Lutz: Halbleiter-Leistungsbauelemente: hysik, Eigenschaften, Zuverlässigkeit IBN (2006) J. Lutz: emiconductor ower Devices: hysics, Characteristics, Reliability IBN (2011) keine verwendet in folgenden tudiengängen Master Elektrotechnik und Informationstechnik 2014 ertiefung EET Master Electrical ower and Control Engineering 2013 eite 32 von 69

33 Modul: Regenerative Energien und peichertechnik Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. Andreas Bund Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden kennen die chemischen und physikalischen Grundlagen für die peicherung und Wandlung von Energie, insbesondere im Hinblick auf elektrochemischen Anwendungen. ie können für eine bestimmte Anwendung (z.b. Elektromobilität, Netzstabilisierung) ein geeignetes peicher- oder Wandlersystem vorschlagen. orraussetzungen für die Teilnahme Grundkenntnisse in hysik und Chemie Die Modulnote wird als gewichtetes Mittel aus den Einzelnoten zur orlesung (), eminar () und raktikum () berechnet: Modulnote = 0,7 x + 0,15 x + 0,15 x eite 33 von 69

34 Modul: Regenerative Energien und peichertechnik Regenerative Energien und peichertechnik Fachabschluss: rüfungsleistung alternativ 90 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: Deutsch flichtkennz.: flichtfach Turnus:Wintersemester Fachnummer: 5469 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Andreas Bund Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 116 W: 4.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden kennen die chemischen und physikalischen Grundlagen für die peicherung und Wandlung von Energie, insbesondere im Hinblick auf elektrochemischen Anwendungen. ie können für eine bestimmte Anwendung (z.b. Elektromobilität, Netzstabilisierung) ein geeignetes peicher- oder Wandlersystem vorschlagen. orkenntnisse Grundkenntnisse in hysik und Chemie Inhalt Thermodynamische Grundlagen der Energiewandlung hysikalische und chemische Grundlagen von Energiewandlern und peichern ertiefende Diskussion elektrochemischer peicher (Batterien, kapazitive peicher) und Wandler (Brennstoffzellen, Elektrolyseure) Herstellung und Transport von Energieträgern Medienformen Tafelanschrieb rojektor Literatur Holger Watter: Nachhaltige Energiesysteme. ieweg+teubner, 2009 Richard A. Zahoranski: Energietechnik, 4. Auflage. ieweg+teubner, 2009 K. Kordesch, G. imader: Fuel cells and their application. Wiley-CH, 1996 J. Larminie, A. Dicks: Fuel cell systems explained, 2nd edition. John Wiley & ons, 2003 Ryan O'Hayre, uk-won Cha, Whitney Colella, Fritz B. rinz: Fuel cells fundamentals, 2nd edition. John Wiley & ons, 2009 M. Kaltschmidt, H. Hartmann, H. Hofbauer: Energie aus Biomasse, 2. Auflage. pringer, 2009 Die alternative rüfungsleistung ergibt sich aus folgenden Einzelleistungen: erfolgreiche Teilnahme an der Abschlussprüfung (schrifftlich, 90 min.) am Ende der orlesungszeit: 40 rozent der Modulnote erfolgreiche Teilnahme am eminar während der orlesungszeit: 30 rozent der Modulnote 2175 eite 34 von 69

35 erfolgreiche Bearbeitung der raktikumsversuche während der orlesungszeit sowie Erstellung eines Berichts zu jedem raktikumsversuch: 30 rozent der Modulnote verwendet in folgenden tudiengängen Master Werkstoffwissenschaft 2011 Master Werkstoffwissenschaft 2010 eite 35 von 69

36 Modul: Werkstoffe der Energietechnik Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. eter chaaf Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse orraussetzungen für die Teilnahme eite 36 von 69

37 Modul: Werkstoffe der Energietechnik Werkstoffe der Energietechnik Fachabschluss: rüfungsleistung mündlich 30 min prache: Deutsch (bei Bedarf Englisch) Fachnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. eter chaaf W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse flichtkennz.: flichtfach rüfungsnummer: Art der Notengebung: Gestufte Noten Turnus:ommersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 4.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden kennen die Werkstoffe der Energietechnik, können diese mit den wesentlichen Eigenschaften beschreiben und für Anwendungen der Energiewandlung und des Energietransportes den Bedürfnissen entsprechend auswählen und anwenden. - Kenntnisse der Werkstoffe auf Bachelorniveau, Grundkenntnisse der hysik, Chemie, Elektrotechnik 2172 Inhalt Dozenten: rof. Dr. Lothar pieß, Dr. Thomas Kups, Univ.-rof. Dr. eter chaaf Werkstoffe der Energietechnik: - Halbleiterwerkstoffe - Optoelektronische Werkstoffe - Werkstoffe der elektrischen Energietechnik - Werkstoffe der Energiewandlung Medienformen oweroint, Tafel, Handouts, Animationen, Literatur Literatur Lehrbücher zu Werkstoffen, pezialliteratur wird angegeben oder zur erfügung gestellt. verwendet in folgenden tudiengängen Master Werkstoffwissenschaft 2013 eite 37 von 69

38 Modul: Funktionswerkstoffe Modulnummer: Modulverantwortlich: Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse orraussetzungen für die Teilnahme eite 38 von 69

39 Modul: Funktionswerkstoffe Funktionswerkstoffe Fachabschluss: rüfungsleistung schriftlich 90 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: Deutsch flichtkennz.: flichtfach Turnus:Wintersemester Fachnummer: 1365 Fachverantwortlich: rof. Dr. eter chaaf rüfungsnummer: Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 4.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden sind in der Lage, mechanische und funktionale Eigenschaften der Werkstoffe aus ihren mikroskopischen und submikroskopischen Aufbauprinzipien zu erklären und Eigenschaftsveränderungen gezielt zu analysieren, zu bewerten und für neue Anwendungen zu synthetisieren. Das Fach vermittelt 30 % Fachkompetenz, 40 % Methodenkompetenz, 30 % ystemkompetenz. orkenntnisse Grundlagen der Werkstoffwissenschaft Inhalt Dozent: apl. rof. Dr.-Ing. habil. Lothar pieß Inhalt: 1. Einführung: Feinstruktur-Gefüge-Eigenschaftsbeziehung 2. Werkstoffe mit besonderer atomarer und struktureller Ordnung: Einkristalle (Beispiele: i, Quarz) Amorphe Halbleiter Flüssigkristalle Kohlenstoffwerkstoffe ynthetische Metalle (Interkalation) Kristalle unter Druck Festigkeitssteigerung 3. Dünnschichtzustand Keimbildung und Wachstum / trukturzonenmodelle Diffusion / Elektromigration Elektrische, magnetische und optische Eigenschaften 4. Kabel und Leitungen Rundleiter / ektorenleiter Flächenleiter upraleiter Lichtwellenleiter 5. Wandlerwerkstoffe (ensorwerkstoffe) 2172 eite 39 von 69

40 Mechanisch elektrisch Thermisch elektrisch Magnetisch elektrisch Optisch elektrisch Myo elektrisch 6. Werkstoffe der akuumtechnik 7. Grundlagen und Einsatz analytischer und ultramikroskopischer erfahren in der Werkstoffdiagnostik: TEM, REM, AFM/ RTM, XRD Medienformen räsentationsfolien; kript in orbereitung Literatur 1. Werkstoffwissenschaft (hrsg. von W. chatt und H. Worch).- 8. Aufl., - tuttgart: Deutscher erlag für Grundstoffindustrie, chaumburg, H.: Werkstoffe. tuttgart: Teubner, Askeland, D. R.: Materialwissenschaften: Grundlagen, Übungen, Lösungen. Heidelberg; Berlin; Oxford: pektrum, Akad. erlag, Funktionswerkstoffe der Elektrotechnik und Elektronik (hrsg. von K. Nitzsche und H.-J. Ullrich). 2. stark überarb. Aufl. Leipzig; tuttgart: Dt. erlag für Grundstoffindustrie, Bergmann, W.: Werkstofftechnik, Teil 1: Grundlagen. 2., durchges. Aufl. München; Wien: Hanser, Bergmann, W.: Werkstofftechnik, - Teil 2: Anwendung. München; Wien: Hanser, Fasching, G.: Werkstoffe für die Elektrotechnik: Mikrophysik, truktur, Eigenschaften. 3., verb. und erw. Aufl. Wien; York: pringer, Göbel, W.; Ziegler, Ch.: Einführung in die Materialwissenschaften: physikalisch-chemische Grundlagen und Anwendungen. tuttgart; Leipzig: Teubner, Hilleringmann, U.: ilizium- Halbleitertechnologie.- 3. Aufl.: tuttgart, Leipzig, Wiesbaden: B.G. Teubner, Magnettechnik. Grundlagen und Anwendungen (hrsg. von L. Michalowsky). 2., verb. Aufl. Leipzig; Köln: Fachbuchverl., 1995 verwendet in folgenden tudiengängen Master Mikro- und Nanotechnologien 2008 Master Wirtschaftsingenieurwesen 2009 Master Wirtschaftsingenieurwesen 2009 ertiefung ET Master Werkstoffwissenschaft 2011 Master Micro- and Nanotechnologies 2016 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2015 ertiefung ET Master Mikro- und Nanotechnologien 2016 Master Wirtschaftsingenieurwesen 2010 ertiefung ET Master Werkstoffwissenschaft 2010 Master Mikro- und Nanotechnologien 2013 Master Miniaturisierte Biotechnologie 2009 eite 40 von 69

41 Master Wirtschaftsingenieurwesen 2010 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2013 ertiefung ET Master Biotechnische Chemie 2016 Master Werkstoffwissenschaft 2013 Master Wirtschaftsingenieurwesen 2011 ertiefung ET eite 41 von 69

42 Modul: Oberflächen- und Galvanotechnik Modulnummer: Modulverantwortlich: Dr. Birger Dzur Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden sind in der Lage, Grundkenntnisse über Zustand und Eigenschaften der Oberfläche zu verstehen und die Oberflächen funktionell zu verändern. Die tudierenden kennen die die wichtigsten elektrochemischen und physikalischen erfahren der Oberflächentechnik, sowie die wichtigsten erfahrensschritte und rozessparameter. ie verstehen die Grundlagen der chichtbildung für unterschiedlichen Bedingungen. Dieses Wissen befähigt die tudierenden, oberflächentechnische erfahren auszuwählen und hinsichtlich ihrer Eignung zu beurteilen. ie sind in der Lage, diese erfahren zu beschreiben und hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit auf eine bestimmte roblemstellung zu vergleichen bzw. zu bewerten. ie sind dadurch auch befähigt, erfahren zur Erzielung spezifischer funktioneller Eigenschaften auszuwählen sowie die Zielfunktionen zu beurteilen und die Beschichtungstechniken für gegebene Anforderungsprofile anzupassen. orraussetzungen für die Teilnahme eite 42 von 69