Modulhandbuch Bachelor Technische Kybernetik und Systemtheorie

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1 Modulhandbuch Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie rüfungsordnungsversion: 2013 Erstellt am: Donnerstag 20 November 2014 aus der O Datenbank der TU Ilmenau

2 Inhaltsverzeichnis Name des Moduls/Fachs 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Abschluss L Fachnr. Analysis 1/2 L 30min 9 Analysis L Analysis 3 F 8 Analysis L Lineare Algebra L 45min 8 Lineare Algebra L Lineare Algebra L tochastik und Numerik F 8 Numerische Mathematik L 90min tochastik L 90min ystemtheorie 1 L 30min 5 ystemtheorie L hysik F 10 hysik L 90min hysik L 90min raktikum hysik L Maschinenbau F 8 Technische Mechanik L 120min Digitale roduktmodellierung L Technische Thermodynamik F 5 Technische Thermodynamik L 90min Dynamik mechatronischer ysteme F 5 Dynamik mechatronischer ysteme L 120min Elektrotechnik und Elektronik F 13 Elektrotechnik L Einführung in die Elektronik L 90min raktikum Elektrotechnik L Elektromagnetisches Feld F 5 Elektromagnetisches Feld L 120min Informatik F 8 Algorithmen und rogrammierung L 90min

3 Technische Informatik L 90min raktikum Informatik L Automatisierungstechnik 1 F 5 Automatisierungstechnik L Modellbildung und imulation L 5 Modellbildung L imulation L ignale und ysteme F 5 ignale und ysteme L 120min Mess- und ensortechnik für TK F 5 Mess- und ensortechnik für TK L 90min Regelungs- und ystemtechnik 1 - rofil EIT F 5 Regelungs- und ystemtechnik 1 - rofil EIT L 120min Regelungs- und ystemtechnik 2 - rofil EIT F 5 Regelungs- und ystemtechnik 2 - rofil EIT L Regelungs- und ystemtechnik 3 F 5 Regelungs- und ystemtechnik L tatische rozessoptimierung F 5 tatische rozessoptimierung L 30min Digitale Regelungssysteme F 5 Digitale Regelungssysteme L rozessanalyse F 5 rozessanalyse L 90min Biomedizinische Technik F 13 Grundlagen der Medizinischen Messtechnik L 120min Grundlagen der Biomedizinischen Technik L 90min Messelektronik für Biomedizintechnik L 90min Messelektronik für Biomedizintechnik L 60min Technische icherheit und Qualitätssicherung in der Medizin L 60min Energienetze F 13 Grundlagen der Energiesysteme und -geräte (EE1 / ETG1) - ECE L 180min Netzdynamik, HGÜ und FACT L 30min Grundlagen des Betriebs und der Analyse elektrischer Energiesysteme L 30min

4 Netzleittechnik und Energiemanagementsysteme L 30min Robotik F 13 imulation dynamischer ysteme L Elektrische Motoren und Aktoren L 90min Elektrische Motoren und Aktoren (raktikum) L Maschinendynamik L Mehrkörperdynamik L 120min Robotik L 120min Mikroelektronik - chaltungstechnik F 13 Grundlagen analoger chaltungstechnik L 120min Grundlagen der chaltungstechnik L 120min Modellierung und imulation analoger ysteme (MA) L 30min Analoge chaltungen L 30min Eingebettete ysteme / Mikrocontroller L 20min Grundlagen der digitalen chaltungstechnik L rozessmesstechnik F 13 Dynamische Wägetechnik L 20min Labor Mess- und ensortechnik L Messunsicherheit L 45min rozessmess- und ensortechnik BT L 90min Kraftmess- und Wägetechnik L 20min Messdatenauswertung und Messunsicherheit L 90min Messwertverarbeitung und Digitale Filter L 90min Nano- und Lasermesstechnik L 30min Durchfluss- und trömungsmesstechnik L 45min Temperaturmess- und ensortechnik L 20min chlüsselqualifikation für TK Bsc MO 9 tudium generale MO Einführung in die Kybernetik L Grundlagen der BWL L Hauptseminar Technische Kybernetik L Fachsprache der Technik MO 2 Fachpraktikum TK Bsc MO 12

5 Fachpraktikum L Bachelorarbeit TK Bsc F 15 Kolloquium L 30min Wissenschaftliche Arbeit BA

6 Modul: Analysis 1/2 Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. Achim Ilchmann Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse orraussetzungen für die Teilnahme siehe Fächer eite 6 von 162

7 Modul: Analysis 1/2 Analysis 1 Fachabschluss: tudienleistung schriftlich prache: Deutsch Fachnummer: 769 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Achim Ilchmann Medienformen W nach Fachsemester Folien, Zusammenfassungen Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 8 Workload (h): 240 Anteil elbststudium (h): 172 W: 6.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse Abitur Inhalt 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Fach- und Methodenkompetenz, Beherrschung der gelehrten grundlegenden Methoden der höheren Analysis insbesondere des Umgangs mit Grenzprozessen in diversen Räumen und Anwendung auf konkrete robleme der Analysis auch in anderen Fächern, Umgang mit dem abstrakten Modell des metrischen Raumes einschließlich seiner Anwendung in konkreten ituationen, z.b. in der Numerik und in der Optimierung. Zahlen, Metrische Räume, Folgen und Reihen, Abbildungen, tetige Funktionen, Grenzwerte, Banachscher Fixpunktsatz Literatur Amann, H.; J. Escher: Analysis Bd. I - III. Birkhäuser erlag Basel Heuser, H.: Lehrbuch der Analysis. Bd. I - II. Teubner tuttgart flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Testat / Generierte Noten 2416 verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Mathematik 2013 Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2010 Bachelor Mathematik 2009 eite 7 von 162

8 Modul: Analysis 3 Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. Achim Ilchmann Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Beherrschung der gelehrten grundlegenden Methoden der höheren Analysis mit Anwendung auch in anderen Fächern. Erlernen erster systemtheoretischer Herangehensweisen im Rahmen der Theorie der Differenzialgleichungen und handwerkliche ertrautheit mit dem Fourier- Kalkül mit Hilberträumen als abstraktem Hintergrund. orraussetzungen für die Teilnahme siehe Fächer eite 8 von 162

9 Modul: Analysis 3 Analysis 3 Fachabschluss: rüfungsleistung generiert prache: Fachnummer: 771 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Achim Ilchmann W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Generierte Noten Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 8 Workload (h): 240 Anteil elbststudium (h): 172 W: 6.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Beherrschung der gelehrten grundlegenden Methoden der höheren Analysis mit Anwendung auch in anderen Fächern.Erlernen erster systemtheoretischer Herangehensweisen im Rahmen der Theorie der Differenzialgleichungen und handwerkliche ertrautheit mit dem Fourier- Kalkül mit Hilberträumen als abstraktem Hintergrund Inhalt gewöhnliche Differenzialgleichungen, Hilberträume, Fouriertheorie Medienformen Tafel, Folien, Zusammenfassungen Literatur Hewitt, E., tromberg, K.: Real and Abstract Analysis. pringer erlag Aulbach, B: Gewöhnliche Differenzialgleichungen. pektrum erlag 2004 verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Mathematik 2013 Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2010 Bachelor Mathematik 2009 eite 9 von 162

10 Modul: Lineare Algebra Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. Michael tiebitz Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden kennen und beherrschen die gundlegenden Begriffe, Definitionen, chlussweisen, Methoden und Aussagen der linearen Algebra. orraussetzungen für die Teilnahme Abitur siehe rüfungsordnung eite 10 von 162

11 Modul: Lineare Algebra Lineare Algebra 1 Fachabschluss: tudienleistung schriftlich prache: Deutsch Fachnummer: 789 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Michael tiebitz Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 11 Workload (h): 330 Anteil elbststudium (h): 240 W: 8.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden kennen und beherrschen die gundlegenden Begriffe, Definitionen, chlussweisen, Methoden und Aussagen der linearen Algebra. orkenntnisse Abitur Inhalt I. Grundlagen II. Algebraische trukturen III. Elementare Theorie der ektorräume I. Lineare Abbildungen Medienformen Tafel, Folien, Beamer, kripte Literatur G. Fischer: Lineare Algebra flichtkennz.: flichtfach werden zu Beginn der orlesung festgelegt (Hausaufgaben, Klausuren, Konsultationen) verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2010 Bachelor Mathematik 2009 Art der Notengebung: Testat / Generierte Noten 241 eite 11 von 162

12 Modul: Lineare Algebra Lineare Algebra 2 Fachabschluss: tudienleistung schriftlich prache: Deutsch Fachnummer: 790 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Michael tiebitz Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 0 Workload (h): 0 Anteil elbststudium (h): 0 W: 6.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden kennen und beherrschen die gundlegenden Begriffe, Definitionen, chlussweisen, Methoden und Aussagen der linearen Algebra. orkenntnisse Lineare Algebra 1 Inhalt. Determinanten I. Eigenwerte von Endomorphismen II. Euklidische und Unitäre ektorräume III. Jordansche Normalform Medienformen Tafel, Folien, Beamer Literatur G. Fischer: Lineare Algebra flichtkennz.: flichtfach werden zu Beginn der orlesung festgelegt (Hausaufgaben, Klausuren, Konsultationen) verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2010 Bachelor Mathematik 2009 Art der Notengebung: Testat / Generierte Noten 241 eite 12 von 162

13 Modul: tochastik und Numerik Modulnummer: 7148 Modulverantwortlich: rof. Dr. ilvia ogel Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse orraussetzungen für die Teilnahme eite 13 von 162

14 Modul: tochastik und Numerik Numerische Mathematik 2 Fachabschluss: rüfungsleistung schriftlich 90 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: Deutsch und Englisch flichtkennz.: flichtfach Turnus:ommersemester Fachnummer: 808 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Hans Babovsky Leistungspunkte: 4 Workload (h): 120 Anteil elbststudium (h): 86 W: 3.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse Inhalt Medienformen Tafel, kript, Folien, Beamer, Computer 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Fach- und Methodenkompetenz Kennen, erstehen und Anwenden der fortgeschrittener Theorien und Techniken der Numerischen Mathematik, sachgerechte Implementierung auf dem Computer, numerische Lösung konkreter robleme Grundlagen der Analysis und linearen Algebra (1.-3. F Mathematik), Numerische Mathematik I Lineare Algebra: QR-Zerlegungen, Eigenwert- und ingulärwertprobleme, erallg. inv. Matr., Ausgleichsprobleme, cg- erfahren; Interpolation: Tschebyscheff- olynome, Hermite- Interpolierende, B-plines; Integration: Extrapolationsverfahren, adaptive Methoden Literatur. Deuflhard /A. Hohmann: Numerische Mathematik I; M. Hanke-Bourgeois: Grundlagen der Numerische Mathematik und des Wissenschaftlichen Rechnens 2413 verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2010 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2008 ertiefung MA Bachelor Mathematik 2009 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Metalltechnik 2008 ertiefung MA eite 14 von 162

15 Modul: tochastik tochastik und Numerik Fachabschluss: rüfungsleistung schriftlich 90 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: Deutsch flichtkennz.: flichtfach Turnus:ommersemester Fachnummer: 762 Fachverantwortlich: rof. Dr. ilvia ogel rüfungsnummer: Leistungspunkte: 4 Workload (h): 120 Anteil elbststudium (h): 86 W: 3.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse Höhere Analysis, einschließlich Mehrfachintegrale Inhalt Medienformen. ogel: orlesungsskript "tochastik", Folien und Tabellen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden sind in der Lage, die grundlegenden Begriffe, Regeln und Herangehensweisen der Wahrscheinlichkeitsrechnung und tatistik richtig einzusetzen sowie tatistik-oftware sachgerecht zu nutzen und die Ergebnisse kritisch zu bewerten. Wahrscheinlichkeitstheorie: Axiomensystem, Zufallsgrößen (ZFG) und ihre erteilungen, bedingte W., Unabhängigkeit, Kenngrößen von erteilungen, Transformationen von ZFG, multivariate ZFG, Gesetze der großen Zahlen, zentr. Grenzwertsatz, Mathemat. tatistik: deskriptive tatistik, unktschätzungen, Maximum-Likelihood-Methode, Konfidenzschätzungen, ignifikanztests, Anpassungstests Literatur Lehn, J.; Wegmann, H.: Einführung in die tatistik. 5. Auflage, Teubner Dehling, H.; Haupt, B.: Einführung in die Wahrscheinlichkeitstheorie und tatistik. 2.Auflage, pringer verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Ingenieurinformatik 2008 Bachelor Biomedizinische Technik 2008 Bachelor Biomedizinische Technik 2014 Bachelor Maschinenbau 2008 Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2010 Bachelor Biomedizinische Technik 2013 Bachelor Medientechnologie 2013 eite 15 von 162

16 Bachelor Ingenieurinformatik 2013 Bachelor Mechatronik 2008 Bachelor Medientechnologie 2008 Bachelor Optronik 2008 eite 16 von 162

17 Modul: ystemtheorie 1 Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. Achim Ilchmann Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse siehe Fächer orraussetzungen für die Teilnahme siehe Fächer eite 17 von 162

18 Modul: ystemtheorie 1 ystemtheorie 1 Fachabschluss: tudienleistung schriftlich prache: Deutsch und Englisch Fachnummer: 8013 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Achim Ilchmann Medienformen Tafel, Folien W nach Fachsemester Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 0 Workload (h): 0 Anteil elbststudium (h): 0 W: 3.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse Grundvorlesungen Analysis und lineare Algebra Inhalt 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Fach-, Methoden- und ystemkompetenz,erstehen der grundlegenden Begriffe der linearen ystemtheorie.der tudent soll in der Lage sein, auf dem vermittelten Forschungsgebiet eigenständig zu forschen und zu relevanten Forschungsergebnissen zu kommen Konzepte der linearen ystemtheorie wie beispielsweise teuerbarkeit, Beobachtbarkeit, Relativgrad, Normalformen, tabilisierbarkeit,törungsentkoppelung, Frequenzbereich vs. Zeitbereich: Realisierungstheorie, Literatur flichtkennz.: flichtfach H. Logemann, E.. Ryan: Ordinary Differential Equations - Analysis, Qualitative Theory and Control, pringer-erlag 2014 H.W. Knobloch, H. Kwakernaak: Lineare Kontrolltheorie, Akademie-erlag 1986 E.D. ontag: Mathematical Control Theory,pringer-erlag, New York 1998 H.L. Trentelmann, A.A. toorvogel and M. Hautus: Control Theory for Linear ystems, pringer-erlag 2001 Art der Notengebung: Testat / Generierte Noten 2416 verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2010 Master Mathematik und Wirtschaftsmathematik 2013 ertiefung AM Master Mathematik und Wirtschaftsmathematik 2013 ertiefung WM Master Mathematik und Wirtschaftsmathematik 2008 eite 18 von 162

19 Modul: hysik Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. iegfried tapf Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Im Modul hysik werden die tudierenden in das quantitative Denken und das methodische Arbeiten eingeführt. In den Fächern hysik 1 und 2 werden die Grundlagen hinsichtlich Mechanik, Arbeit und Energie, Deformation, Fluiddynamik, Thermodynamik, Wellen und Atomphysik gelegt. Die wöchentlichen Übungen dienen einerseits der Festigung der Begriffe und dem Einüben im Umgang mit Rechentechniken und allgemeinen sowie studiengangsspezifischen Anwendungsbeispielen, darüber hinaus der eigenverantwortlichen Kontrolle des elbststudiums sowie der Förderung der Teamfähigkeit bei der Lösung von anspruchsvollen Aufgaben. Im begleitenden physikalischen Grundpraktikum werden alle Themenbereiche erneut aufgegriffen und in der Anwendung konkretisiert, insbesondere gewinnen die tudierenden Kenntnisse und icherheit im Umgang mit experimentellen orgängen, der Dokumentation, Dateninterpretation und Fehlerdiskussion, die für den künftigen Berufsweg unabdingbar sind. orraussetzungen für die Teilnahme Hochschulzugangsberechtigung eite 19 von 162

20 Modul: hysik hysik 1 Fachabschluss: rüfungsleistung schriftlich 90 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: Deutsch flichtkennz.: flichtfach Turnus:Wintersemester Fachnummer: 666 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. iegfried tapf Leistungspunkte: 4 Workload (h): 120 Anteil elbststudium (h): 75 W: 4.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die orlesung gibt eine Einführung in die physikalischen Grundlagen der Ingenieurwissenschaften in den Teilgebieten der Mechanik von unktmassen, starrer Körper und deformierbarer Körper sowie mechanische chwingungen. Die tudierenden sollen auf der Basis der räsenzveranstaltungen die hysik in ihren Zusammenhängen begreifen und in der Lage sein, Aufgabenstellungen unter Anwendung der Differential- Integral- und ektorrechung erfolgreich zu bearbeiten. Die Methodik des physikalischen Erkenntnisprozesses soll dazu führen, dass der tudierende zunehmend eine Brücke zwischen grundlegenden physikalischen Effekten und Anwendungsfeldern der Ingenieurpraxis schlagen kann. Darüber hinaus soll er befähigt werden, sein physikalisches Wissen zu vertiefen und Fragestellungen konstruktiv zu analysieren und zu beantworten. Die Übungen (2 W) zur hysik 1 auf der Grundlage der wöchentlich empfohlenen Übungsaufgaben dienen einerseits der Festigung der orlesungsinhalte, insbesondere der eigenverantwortlichen Kontrolle des elbststudiums, sowie der Förderung der Teamfähigkeit bei der Lösung von anspruchsvollen Aufgaben. Im Modul hysik 1 werden zugleich die physikalischen oraussetzungen für den Aufbau und die Funktionsweise von Messapparaturen, der Messung selbst, der Auswertung und Diskussion von Messdaten für das Interdisziplinäre Grundlagenpraktikum (Module im 1 und 2 emester) bereitgestellt. Das orlesungsgebiet Mechanik der deformierbaren Körper liefert darüber hinaus Grundkenntnisse zum Modul Technische Mechanik. orkenntnisse Hochschulzugangsberechtigung/Abitur Inhalt Das Lehrgebiet im 1. Fachsemester beinhaltet folgende chwerpunkte: Messen und Maßeinheiten Kinematik und Dynamik von Massenpunkten (NEWTONsche Axiome, Kraftstoß, Impuls- und Impulserhaltung, Reibung) Arbeit, Energie und Leistung; Energieerhaltung; elastische und nichtelastische tossprozesse Rotation von Massenpunktsystemen (Drehmoment, Drehimpuls und Drehimpulserhaltungssatz) tarrer Körper (chwerpunkt, Massenträgheitsmomente, kinetische und potentielle Energie des starren Körpers, atz von TEINER, freie Achsen und Kreiselbewegungen sowie deren Anwendungsbereiche) Mechanik der deformierbaren Körper (Dehnung, Querkontraktion, cherung, Kompressibilität, Aerostatik, Fluiddynamik, iskosität, Turbulenz) Mechanische chwingungen (Freie ungedämpfte, gedämpfte und erzwungene chwingung, mathematisches und physikalisches endel, Torsionspendel) Medienformen Tafel, cripten, Folien, wöchentliche Übungsserien Folien aus der orlesung und die Übungsserien können durch die tudierenden von der Homepage des Instituts für hysik/fg Technische hysik II / olymerphysik ( abgerufen werden. 242 eite 20 von 162

21 Literatur Hering, E., Martin, R., tohrer, M.: hysik für Ingenieure. pringer-erlag, 9. Auflage 2004 Gerthsen, Kneser, ogel: hysik. 17. Aufl., pringer-erlag, Berlin 1993 troppe, H.: hysik für tudenten der Natur- und Technikwissenschaften. Fachbuchverlag Leipzig, 11. Auflage 1999 Orear, Jay: hysik. Carl-Hanser erlag, München 1991 Zeitler, J., G. imon: hysik für Techniker und technische Berufe. Fachbuchverlag Leipzig-Köln 1992 verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Ingenieurinformatik 2008 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2008 Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013 Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2010 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2010 ertiefung MB Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2008 Bachelor Fahrzeugtechnik 2008 Bachelor Medientechnologie 2008 Bachelor Maschinenbau 2008 Bachelor Mechatronik 2013 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Metalltechnik 2013 Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Bachelor Biomedizinische Technik 2008 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2011 ertiefung MB Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Metalltechnik 2008 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2013 Bachelor Biomedizinische Technik 2013 Bachelor Medientechnologie 2013 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2008 ertiefung ET Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2011 ertiefung ET Bachelor Ingenieurinformatik 2013 Bachelor Mechatronik 2008 Bachelor Optronik 2008 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2010 ertiefung ET Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2013 ertiefung MB Bachelor Biomedizinische Technik 2014 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2008 ertiefung MB Bachelor Maschinenbau 2013 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2013 ertiefung ET Bachelor Fahrzeugtechnik 2013 Bachelor Werkstoffwissenschaft 2013 eite 21 von 162

22 Modul: hysik hysik 2 Fachabschluss: rüfungsleistung schriftlich 90 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: Deutsch flichtkennz.: flichtfach Turnus:ommersemester Fachnummer: 667 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. iegfried tapf Leistungspunkte: 4 Workload (h): 120 Anteil elbststudium (h): 75 W: 4.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Im Modul hysik 2 werden die Teilgebiete Thermodynamik, Wellen und die Grundbegriffe der Quantenmechanik als Grundlage der ingenieurwissenschaftlichen Ausbildung gelehrt. Die tudierenden sollen auf der Basis der Hauptsätze der Thermodynamik Einzelprozesse charakterisieren, rozess- und Zustandsänderungen berechnen sowie in der Lage sein, das erworbene Wissen auf die Beschreibung von technisch relevanten Kreisprozessen wie z.b. tirling-, Diesel- und Otto- rozessen, Kältemaschinen sowie Wärmepumpen anzuwenden. Fragestelllungen zur Irreversibilität natürlicher und technischer rozesse und der Entropiebegriff werden behandelt. Zugleich werden Kenntnisse aus den Modulen der Mathematik zur Beschreibung der Gesetzmäßigkeiten in differentieller und integraler Darstellung verstärkt genutzt und in den Übungen zur orlesung exemplarisch ausgebaut. Die Methodik des physikalischen Erkenntnisprozesses im Teilgebiet Wellen soll dazu führen, die im Modul 1 erworbenen Kenntnisse zum Gebiet der chwingungen auf räumlich miteinander gekoppelte ysteme anzuwenden. Der tudierende soll zunehmend die Brücke zwischen grundlegenden physikalischen Effekten auf dem Gebiet der Wellen und Anwendungsfeldern der Ingenieurpraxis (z.b. Radartechnik, Lasertechnik, Messtechniken im Nanometerbereich) erkennen und befähigt werden, sein physikalisches Wissen auf relevante Fragestellungen anzuwenden. In Einführung in die Quantenphysik soll auf den Kenntnissen aus der Mechanik (Modul hysik 1) und dem Gebiet der Wellen aufbauen. Auf der Basis des erständnisses vom Aufbau und der Wechselwirkungen in atomaren trukturen sollen insbesondere moderne Messtechniken ( z.b. Röntgenanalyse, Tomographie) vorgestellt werden. Die Übungen (2 W) zum Modul hysik 2 auf der Grundlage der wöchentlich empfohlenen Übungsaufgaben dienen einerseits der Festigung der orlesungsinhalte, der eigenverantwortlichen Kontrolle des elbststudiums sowie der Förderung der Teamfähigkeit bei der Lösung von anspruchsvollen Aufgaben. Es werden zugleich die physikalischen oraussetzungen für den Aufbau und die Funktionsweise von Messapparaturen, der Messung, der Auswertung und Diskussion von Messdaten für das Interdisziplinäre Grundlagenpraktikum (Module im 1 und 2 emester) bereitgestellt. orkenntnisse hysik 1 Inhalt Das Lehrgebiet im 2. Fachsemester beinhaltet folgende chwerpunkte: Teilgebiet: Thermodynamik * Kinetische Theorie des Gasdruckes, Temperatur, Wärme und innere Energie, Wärmekapazität, 1. Hauptsatz * Thermodynamische rozesse, Kreisprozesse, Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen, Wärmepumpe * Entropie und 2. Hauptsatz der Thermodynamik Teilgebiet: Wellen * Mechanische Wellen, challwellen, elektromagnetische Wellen * trahlung und Materie, Wechselwirkung von elektromagnetischer trahlung mit Materie, Überlagerung von Wellen: Gruppengeschwindigkeit, stehende Wellen, chwebung und Interferenz, Kohärenz * Auflösungsvermögen von Gitter und risma, olarisation und Doppelbrechung Teilgebiet: Grundlagen der Quantenphysik * LANCKsches trahlungsgesetz * Welle Teilchen Dualismus (hotoeffekt, COMTON-Effekt, Beugung von Elektronen und Neutronen) * Grundbegriffe der Quantenmechanik (Orbitale, Tunneleffekt, 242 eite 22 von 162

23 Wasserstoffatom, Quantenzahlen) * pontane und stimulierte Emission, Laser * AULI-rinzip und eriodensystem der Elemente * Röntgenstrahlung Medienformen Tafel, cripten, Folien,Computersimulation, wöchentliche Übungsserien Folien aus der orlesung und die Übungsserien können durch die tudierenden von der Homepage des Instituts für hysik/fg Technische hysik II / olymerphysik ( abgerufen werden. Literatur Hering,E., Martin,R., tohrer, M.: hysik für Ingenieure. pringer-erlag, 9. Auflage 2004 Orear, Jay: hysik. Carl-Hanser erlag, München 1991 troppe, H.: hysik für tudenten der Natur- und Technikwissenschaften. Fachbuchverlag Leipzig, 11. Auflage 1999 Gerthsen, Kneser, ogel: hysik. 15. Aufl., pringer-erlag, Berlin 1986 verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Ingenieurinformatik 2008 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2008 Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013 Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2010 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2010 ertiefung MB Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2008 Bachelor Fahrzeugtechnik 2008 Bachelor Medientechnologie 2008 Bachelor Maschinenbau 2008 Bachelor Mechatronik 2013 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Metalltechnik 2013 Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Bachelor Biomedizinische Technik 2008 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2011 ertiefung MB Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Metalltechnik 2008 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2013 Bachelor Biomedizinische Technik 2013 Bachelor Medientechnologie 2013 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2008 ertiefung ET Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2011 ertiefung ET Bachelor Ingenieurinformatik 2013 Bachelor Mechatronik 2008 Bachelor Optronik 2008 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2010 ertiefung ET Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2013 ertiefung MB Bachelor Biomedizinische Technik 2014 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2008 ertiefung MB Bachelor Maschinenbau 2013 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2013 ertiefung ET Bachelor Fahrzeugtechnik 2013 Bachelor Werkstoffwissenschaft 2013 eite 23 von 162

24 Modul: hysik raktikum hysik Fachabschluss: tudienleistung prache: Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. iegfried tapf W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Testat / Generierte Noten Turnus:ommersemester Leistungspunkte: 2 Workload (h): 60 Anteil elbststudium (h): 38 W: 2.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F 242 orkenntnisse Inhalt Es werden ersuche in folgenden Bereichen der hysik angeboten: Mechanik Optik Thermodynamik Atom/Kernphysik Elektrizitätslehre Welche konkreten ersuche durchgeführt werden, richtet sich nach dem tudiengang. Die ersuche sind auf folgender eite ausführlich beschrieben: Medienformen Literatur verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013 Bachelor Biomedizinische Technik 2014 Bachelor Mechatronik 2013 eite 24 von 162

25 Bachelor Maschinenbau 2013 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2013 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Metalltechnik 2013 Bachelor Fahrzeugtechnik 2013 Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Bachelor Werkstoffwissenschaft 2013 Bachelor Biomedizinische Technik 2013 Bachelor Medientechnologie 2013 Bachelor Ingenieurinformatik 2013 eite 25 von 162

26 Modul: Maschinenbau Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. Ulf Kletzin Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Nach Absolvieren des Moduls Maschinenbau besitzen die tudenten ein Grundverständnis für die Technische Mechanik und die digitale roduktmodellierung. Das Fach Technische Mechanik befähigt die tudenten, für technische ysteme Berechnungsmodelle bzgl. Beanspruchung und erformung aufzustellen. Diese Fähigkeiten finden dann Anwendung im Fach Digitale roduktmodellierung, um die Maschinenbauteile eines technischen Gebildes zu berechnen oder auszulegen. Das Fach Digitale roduktmodellierung befähigt die tudenten weiterhin technische Dokumentationen rechnerunterstützt zu erstellen (CAD), um die Konstruktion eines technischen Gebildes sowohl als Text als auch zeichnerisch zu beschreiben. Technische Mechanik 1.1: Die auf die ermittlung von Fach- und Methodenkompetenz ausgerichtete Lehrveranstaltung bildet ein Bindeglied zwischen den Natur- (vor allem Mathematik und hysik) und Technikwissenschaften (Konstruktionstechnik, Maschinenelemente) im Ausbildungsprozess. Die tudierenden werden mit dem methodischen Rüstzeug versehen, um den Abstraktionsprozess vom realen technischen ystem über das mechanische Modell zur mathematischen Lösung realisieren zu können. Dabei liegt der chwerpunkt neben dem Kennen und erstehen von Methoden (chnittprinzip, Gleichgewicht, u.a.) vor allem auf der sicheren Beherrschung dieser beim Anwenden. Durch eine ielzahl von selbständig bzw. im eminar gemeinsam gelösten Aufgaben sind die tudierenden in der Lage aus dem technischen roblem heraus eine Lösung zu analytisch oder auch rechnergestützt numerisch zu finden. Digitale roduktmodellierung: tudierende kennen die Rolle des klassischen Mediums Zeichnung in der roduktentstehung, sind in der Lage, kizzen und Zeichnungen zu lesen und zu interpretieren, haben eine Übersicht über gängige Lösungselemente (Maschinenelemente), kennen die Aufgaben und Methoden der roduktentwicklung/konstruktion im Maschinen-, Fahrzeugbau usw., sind mit der Rolle des Computers in der roduktentstehung im Maschinen-, Fahrzeugbau usw. vertraut, haben eine Übersicht über etablierte Methoden und Werkzeuge, kennen die hierfür eingesetzten Datenmodelle und Modelliermethoden, haben Einblick in die erknüpfung der verschiedenen Werkzeuge zu geschlossenen rozessketten, können einfache Baugruppen mit einem marktgängigen 3D-CAD-ystem selbstständig modellieren (Beleg) orraussetzungen für die Teilnahme keine eite 26 von 162

27 Modul: Maschinenbau Technische Mechanik 1.1 Fachabschluss: rüfungsleistung schriftlich 120 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: Deutsch flichtkennz.: flichtfach Turnus:ommersemester Fachnummer: 1480 rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Klaus Zimmermann Leistungspunkte: 4 Workload (h): 120 Anteil elbststudium (h): 75 W: 4.0 Fakultät für Maschinenbau Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die auf die ermittlung von Fach- und Methodenkompetenz ausgerichtete Lehrveranstaltung bildet eine Bindeglied zwischen den Natur- (vor allem Mathematik und hysik) und Technikwissenschaften (Konstruktionstechnik, Maschinenelemente) im Ausbildungsprozess. Die tudierenden werden mit dem methodischen Rüstzeug versehen, um den Abstraktionsprozess vom realen technischen ystem über das mechanische Modell zur mathematischen Lösung realsieren zu können. Dabei liegt der chwerpunkt neben dem Kennen und erstehen von Methoden (chnittprinzip, Gleichgewicht, u.a.) vor allem auf der sicheren Beherrschung dieser beim Anwenden. Durch eine ielzahl von selbständig bzw. im eminar gemeinsam gelösten Aufgaben sind die tudierenden in der Lage aus dem technischen roblem heraus eine Lösung zu analytisch oder auch rechnergestützt numerisch zu finden. orkenntnisse Grundlagen der Mathematik (ektorrechnung, Lineare Algebra, Differentialrechnung) Inhalt 1. tatik - Kräfte und Momente in der Ebene und im Raum - Lager- und chnittreaktionen - Reibung 2. Festigkeitslehre - pannungen und erformungen - Zug/Druck - Torsion kreiszylindrischer täbe - Gerade Biegung 3. Kinematik - Kinematik des Massenpunktes (Koordinatensysteme, Geschwindigkeit, Beschleunigung) - Kinematik des starren Körpers (EULER- Formel, winkelgeschwindigkeit) 4. Kinetik - Kinetik des Massenpunktes (Impuls-, Drehimpuls-, Arbeits-, Energiesatz) - Kinetik des starren Körpers (chwerpunkt-, Drehimpuls-, Arbeits-, Energiesatz) Medienformen Tafel (ergänzt mit Overhead-Folien) Integration von E-Learning oftware in die orlesung Literatur 1. Zimmermann: Technische Mechanik-multimedial. Hanser Fachbuchverlag Hahn: Technische Mechanik. Fachbuchverlag Leipzig Magnus/Müller: Grundlagen der Technischen Mechanik. Teubner Dankert/Dankert: Technische Mechanik 2343 verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Ingenieurinformatik 2008 Bachelor Technische hysik 2008 eite 27 von 162

28 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2008 Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013 Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2010 Bachelor Informatik 2010 Bachelor Werkstoffwissenschaft 2011 Bachelor Biomedizinische Technik 2013 Bachelor Medientechnologie 2013 Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2008 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2008 ertiefung ET Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2011 ertiefung ET Bachelor Ingenieurinformatik 2013 Bachelor Medientechnologie 2008 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2010 ertiefung ET Bachelor Biomedizinische Technik 2014 Bachelor Informatik 2013 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Metalltechnik 2013 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2013 ertiefung ET Bachelor Werkstoffwissenschaft 2013 Bachelor Biomedizinische Technik 2008 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Metalltechnik 2008 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2013 eite 28 von 162

29 Modul: Maschinenbau Digitale roduktmodellierung Fachabschluss: rüfungsleistung generiert prache: Deutsch Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Christian Weber W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen tudierende orkenntnisse Inhalt flichtkennz.: flichtfach Turnus:Wintersemester 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Grundkenntnisse in Mathematik, Technische Me cha nik und Informatik Art der Notengebung: Generierte Noten Leistungspunkte: 4 Workload (h): 120 Anteil elbststudium (h): 75 W: 4.0 Fakultät für Maschinenbau Fachgebiet: kennen die Rolle des klassischen Mediums Zeichnung in der rodukt entstehung, sind in der Lage, kizzen und Zeichnungen zu lesen und zu inter pre tieren, haben eine Übersicht über gängige Lösungselemente (Maschinen ele mente), kennen die Aufgaben und Methoden der roduktentwicklung/kon struk tion im Maschinen-, Fahrzeugbau usw., sind mit der Rolle des Computers in der roduktentstehung im Ma schi nen-, Fahrzeugbau usw. vertraut, haben eine Übersicht über etablierte Methoden und Werkzeuge, kennen die hierfür eingesetzten Datenmodelle und Modelliermethoden, haben Einblick in die erknüpfung der verschiedenen Werkzeuge zu geschlossenen rozessketten, können einfache Baugruppen mit einem marktgängigen 3D-CAD-ys tem selbstständig modellieren (Beleg) 1. Kurzeinführung Technische Darstellungslehre/Technisches Zeichnen: Darstellung der Ergebnisse aus roduktentwicklung/konstruktion mit konventionellen Mitteln 2. Gegenstand und Aufgaben der roduktentwicklung/konstruktion im Maschinen-, Fahrzeugbau usw. 3. Grundbegriffe der roduktentwicklung Aufbau und Beschreibungsebenen technischer rodukte Analyse / ynthese als Grundoperationen der roduktentwicklung/konstruktion Bestehende Ansätze zur systematischen Durchführung von ro dukt entwicklungs-/ Konstruktionsprozessen (Auswahl) Ergänzende Aspekte 4. Digitale roduktmodelle und roduktmodellierung (CAx ) Übersicht über Unterstützungssysteme für die rodukterstellung (CAx-ysteme) CAD (Computer-Aided Design): Begriff, Übersicht Arbeitstechnik imulation und CAE-ysteme (Computer-Aided Engineering): Begriff, Gegenstände, ystemklassen, Beispiele Aufbau von CAD-ystemen, CAD-Datenmodelle (Kanten-, Flächen-, olumenmodell; weiterer Fokus auf dem Boundary Represen ta tion Model [B-Rep] als derzeitigem olumenmodell-tandard; Unterschied Geometrie-/Topologiedaten; Datenstrukturen) 2312 eite 29 von 162

30 Geometrische Grundlagen (Einführung): Mathematische Grund la gen zur Erfassung der Geometrie für analytisch geschlossen be schrie bene Flächen und Kurven (Ebenen, Quadriken) sowie für Frei formflächen und -kurven Modelliertechnik (nur sehr kurz wird im eminar geübt) CAx-ystemintegration, Datenaustausch, chnittstellen irtual Reality (R) in der roduktentwicklung Medienformen oweroint-räsentationen; Arbeitsblätter; Folien sammlungen; Tafelbild Literatur Hoischen, H.; Hesser, W.: Technisches Zeichnen (32. Aufl.). Cornel sen, Berlin 2009 Labisch,.; Weber, C.: Technisches Zeichnen (3. Aufl.). ieweg, Wies baden 2007 ahl, G.; Beitz, W.; Feldhusen, J.; Grote, K.-H.: ahl/beitz Konstruk tionslehre (7. Aufl.). pringer, Berlin-Heidelberg 2007 Krause, W. (Hrsg.): Gerätekonstruktion in Feinwerktechnik und Elektro nik (3. Aufl.). Hanser-erlag, München 2000 Krause, W. (Hrsg.): Konstruktionselemente der Feinmechanik (3. Aufl.). Hanser-erlag, München 2004 ajna,.; Weber, C.; Zeman, K.; Bley, H.: CAx für Ingenieure (2. Aufl.). pringer, Berlin-Heidelberg 2009 pur, G.; Krause, F.-L.: Das virtuelle rodukt. Hanser, München 1998 Tutorials zu den im eminar eingesetzten CAD-ystemen orlesungsfolien und Arbeitsblätter werden auf der Homepage des Fachgebietes Konstruktionstechnik zur erfügung gestellt 1 Beleg (unbenotet), Erstellung einer einfachen Baugruppe mit einem marktgängigen 3D-CAD-ys tem, Klausur verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Biomedizinische Technik 2013 Bachelor Biomedizinische Technik 2014 Bachelor Medientechnologie 2013 Bachelor Ingenieurinformatik 2013 eite 30 von 162

31 Modul: Modulnummer: Modulverantwortlich: Modulabschluss: Lernergebnisse Technische Thermodynamik apl. rof. Dr. Christian Karcher Nach einer ermittlung der physikalischen Mechanismen der Technischen Thermodynamik sollen die tudenten in der Lage sein: - technisch relevante thermodynamische robleme ingenieursmäßig zu analysieren, - die physikalische und mathematische Methoden zur Modellbildung beherrschen, - die problemspezifischen Zustandsänderungen zu erkennen und physikalisch zu interpretieren, - die mathematische Beschreibung von Zustandsänderungen sicher zu verwenden, - die Lösungsansätze gezielt auszuwählen, - die erzielten Lösungen zu diskutieren und auf ihre lausibilität prüfen zu können. In orlesung und Übung werden Fachkompetenzen vermittelt, um die physikalisch-technischen Methoden der Technischen Thermodynamik speziell auf aktuelle Forschungsprojekte des Fachgebiets Thermo- und Magnetofluiddynamik anzuwenden. orraussetzungen für die Teilnahme keine Fachprüfung/Modulprüfung generiert eite 31 von 162

32 Modul: Technische Thermodynamik Technische Thermodynamik Fachabschluss: rüfungsleistung schriftlich 90 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: Deutsch flichtkennz.: flichtfach Turnus:ommersemester Fachnummer: 1614 Fachverantwortlich: apl. rof. Dr. Christian Karcher rüfungsnummer: Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 4.0 Fakultät für Maschinenbau Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse Abitur Inhalt Medienformen Tafel, Übungsblätter, Internet 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Nach einer ermittlung der physikalischen Mechanismen der Technischen Thermodynamik sollen die tudierenden in der Lage sein, - technisch relevante thermodynamische robleme ingenieursmäßig zu analysieren, - die physikalische und mathematische Methoden zur Modellbildung beherrschen, - die problemspezifischen Zustandsänderungen zu erkennen und physikalisch zu interpretieren, - die mathematische Beschreibung von Zustandsänderungen sicher zu verwenden, - die Lösungsansätze gezielt auszuwählen, - die erzielten Lösungen zu diskutieren und auf ihre lausibilität prüfen zu können. In orlesung und Übung wird Fachkompetenz vermittelt, um die physikalisch-technischen Methoden der Technischen Thermodynamik speziell auf aktuelle Forschungsprojekte des Fachgebiets Thermo- und Magnetofluiddynamik anzuwenden. - Konzepte und Definitionen - Energieformen und 1. Hauptsatz - Ideales Gas - Nassdampf-Thermodynamik - Erhaltungssätze für Kontrollvolumen - Dampfkraftprozesse - Gaskraftprozesse - Wärmepumpen- und Kälteprozesse Literatur H. D. Baehr: Thermodynamik, pringerverlag, Berlin M.J. Moran & H.N. hapiro: Fundamentals of Engineering Thermodynamics, Wiley & ons, New York, verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Biotechnische Chemie 2013 Bachelor Fahrzeugtechnik 2008 Bachelor Mechatronik 2008 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Metalltechnik 2013 ertiefung MR Bachelor Mechatronik 2013 eite 32 von 162

33 Bachelor Fahrzeugtechnik 2013 Bachelor Werkstoffwissenschaft 2011 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2013 ertiefung MR Bachelor Werkstoffwissenschaft 2009 eite 33 von 162

34 Modul: Dynamik mechatronischer ysteme Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. Thomas attel Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden kennen die wichtigsten Energiewandlungsprinzipien auf der Basis klassischer und relativ neuartiger aktiver Materialien (mart Materials, Intelligent Materials), können für einfache Wandlungsaufgaben einen modellbasierten Entwurf als Aktor, Motor, ensor, Generator oder Transformator vornehmen. Die tudierenden lernen zudem den tand der Forschung kennen und die Entwicklungstendenzen im Bereich dieser Energiewandlersysteme. orraussetzungen für die Teilnahme orkenntnisse aus dem Grund- und Hauptstudium, insbesondere Mathematik, hysik, Technische Mechanik, Elektrotechnik, Elektronik, Regelungstechnik Mechatronische Energiewandlung auf der Basis aktiver Materialien ist ein relativ junges Forschungs- und Entwicklungsgebiet, das reichhaltiges otenzial für industrielle Innovationen bietet. Die orlesung gliedert sich in folgende Teile Einführung: Anwendungsbeispiele, Aktive Materialien, Zustandsgrößen, Energieformen, Wechselwirkung zwischen den Zustandsgrößen, Grundlagen der Kontinuumsphysik (Kinematik, Bilanzgleichungen, Materialgleichungen), Wandlungsprinzipien, Netzwerkdarstellung iezoelektrische ysteme: Materialaufbau, Materialgleichungen, Wirkungsweise d33-, d31-, d15-effekt hänomenologie (Drift, Hysterese, Linearität, ), Herstellung, Fertigung, Aufbau, Bauelemente, Aktoren, Motoren, ensoren, Transformatoren, Messsysteme, Konstruktionsprinzipien, Anwendungsbeispiele, Modellbildung für den quasistatischen und dynamischen Betrieb, Leistungselektronik, Regelung Magnetostriktive ysteme: Materialaufbau, hysikalischer Effekt, Bauelemente, Anwendungsbeispiele, Leistungselektronik, Entwurf von Wandlern Elektro- und magnetorheologische ysteme: Einsatzgebiete, trömungsmechanische Grundlagen, Wirkprinzipien, Aufbau,Modellbildung und Entwurf, Leistungselektronik, Anwendungsbeispiele, Messung von Kenngrößen Formgedächtnislegierungssysteme: Thermische und magnetische Formgedächtnislegierungen, physikalische Effekte, Wirkprinzipien, Aufbau, Modellbildung und Entwurf Elektroaktive olymersysteme: Allgemeine Übersicht zu EA, Materialien, physikalische rinzipien, Wirkprinzipien, Aufbau, Modellbildung und Entwurf von dielektrisch aktiven olymersystemen eite 34 von 162

35 Modul: Dynamik mechatronischer ysteme Dynamik mechatronischer ysteme Fachabschluss: rüfungsleistung schriftlich 120 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: Deutsch flichtkennz.: flichtfach Turnus:Wintersemester Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Thomas attel Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 4.0 Fakultät für Maschinenbau Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F orkenntnisse Inhalt Medienformen Literatur verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2013 ertiefung MR Bachelor Mechatronik 2013 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Metalltechnik 2013 ertiefung MR eite 35 von 162

36 Modul: Elektrotechnik und Elektronik Modulnummer: Modulverantwortlich: rof. Dr. Franz chmidt Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden sollen die physikalischen Zusammenhänge und Erscheinungen des Elektromagnetismus verstehen, den zur Beschreibung erforderlichen mathematischen Apparat beherrschen und auf einfache roblemstellungen anwenden können. Die tudierenden sollen in der Lage sein, lineare zeitinvariante elektrische und elektronische chaltungen und ysteme bei Erregung durch Gleichgrößen, sowie bei einfachsten transienten orgängen zu analysieren. Weiterhin soll die Fähigkeit zur Analyse einfacher nichtlinearer chaltungen bei Gleichstromerregung vermittelt werden. Die tudierenden sollen die Beschreibung der wesentlichsten Umwandlungen von elektrischer Energie in andere Energieformen und umgekehrt kennen, auf robleme der Ingenieurpraxis anwenden können und mit den entsprechenden technischen Realisierungen in den Grundlagen vertraut sein. Die tudierenden sollen in der Lage sein, lineare zeitinvariante elektrische und elektronische chaltungen und ysteme bei Erregung durch einwellige Wechselspannungen im stationären Fall zu analysieren, die notwendigen Zusammenhänge und Methoden kennen und die Eigenschaften von wesentlichen Baugruppen, ystemen und erfahren der Wechselstromtechnik verstehen und ihr Wissen auf praxisrelevante Aufgabenstellungen anwenden können. orraussetzungen für die Teilnahme eite 36 von 162

37 Modul: Elektrotechnik und Elektronik Elektrotechnik 1 Fachabschluss: rüfungsleistung generiert prache: deutsch Fachnummer: rüfungsnummer: Fachverantwortlich: rof. Dr. Franz chmidt W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse Allgemeine Hochschulreife Inhalt flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Generierte Noten Turnus:ganzjährig Leistungspunkte: 8 Workload (h): 240 Anteil elbststudium (h): 150 W: 8.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden sollen die physikalischen Zusammenhänge und Erscheinungen des Elektromagnetismus verstehen, den zur Beschreibung erforderlichen mathematischen Apparat beherrschen und auf einfache roblemstellungen anwenden können. Die tudierenden sollen in der Lage sein, lineare zeitinvariante elektrische und elektronische chaltungen und ysteme bei Erregung durch Gleichgrößen, sowie bei einfachsten transienten orgängen zu analysieren. Weiterhin soll die Fähigkeit zur Analyse einfacher nichtlinearer chaltungen bei Gleichstromerregung vermittelt werden. Die tudierenden sollen die Beschreibung der wesentlichsten Umwandlungen von elektrischer Energie in andere Energieformen und umgekehrt kennen, auf robleme der Ingenieurpraxis anwenden können und mit den entsprechenden technischen Realisierungen in den Grundlagen vertraut sein. Die tudierenden sollen in der Lage sein, grundsätzliche Zusammenhänge des Elektromagnetismus (Durchflutungsgesetz, Induktionsgesetz) zu verstehen und auf einfache Anordnungen anwenden zu können (z.b. chaltvorgänge mit Induktivitäten). Die tudierenden sollen in der Lage sein, lineare zeitinvariante elektrische und elektonische chaltungen und ysteme bei Erregung durch sinusförmige Wechselspannungen im stationären Fall zu analysieren, die notwendigen Zusammenhänge und Methoden kennen und die Eigenschaften von wesentlichen Baugruppen, ystemen und erfahren der Wechselstromtechnik verstehen und ihr Wissen auf praxisrelevante Aufgabenstellungen anwenden können. - Grundbegriffe und Grundbeziehungen der Elektrizitätslehre (elektrische Ladung, Kräfte auf Ladungen, Feldstärke, pannung, otenzial) - orgänge in elektrischen Netzwerken bei Gleichstrom (Grundbegriffe und Grundgesetze, Grundstromkreis, Kirchhoffsche ätze, uperpositionsprinzip, Zweipoltheorie für lineare und nichtlineare Zweipole, Knotenspannungsanalyse,) - Elektrothermische Energiewandlungsvorgänge in Gleichstromkreisen (Grundgesetze, Erwärmungs- und Abkühlungsvorgang, Anwendungsbeispiele) - Das stationäre elektrische trömungsfeld (Grundgleichungen, Berechnung symmetrischer Felder in homogenen Medien, Leistungsumsatz, orgänge an Grenzflächen) - Das elektrostatische Feld, elektrische Erscheinungen in Nichtleitern (Grundgleichungen, Berechnung symmetrischer Felder, orgänge an Grenzflächen, Energie, Energiedichte, Kräfte und Momente, Kapazität und Kondensatoren, Kondensatoren in chaltungen bei Gleichspannung, erschiebungsstrom, Auf- und 2116 eite 37 von 162