Informationen zur Grundlagenausbildung Elektrotechnik

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1 Informationen zur Grundlagenausbildung Elektrotechnik Kontakt: Fakultät für ET und IT Professur für Hochfrequenztechnik und Theoretische ET Vorlesungen und Übungen: Dr.-Ing. Weber, Zimmer W222, Tel.: Praktikum und Klausureinsicht: Dipl.-Ing Tröller, Zimmer W272, Tel.: 33424

2 Elektrotechnische Grundlagen 2 Semester, 1 Vorlesung pro Woche (für Chemiestudenten nur 1 Semester), 1 Übung pro 2 Wochen, kein Praktikum Teilnehmende Studiengänge: B_AICG3 B_AIES3 B_AIMI3 B_AIVS1 B_Ch1_3 B_Ch2_3 B_TK 3 Abschlussprüfung: 120 min, etwa 6 Aufgaben für B_Ch: 90 min., 5 Aufgaben, nach 1. Semester

3 Grundlagen der Elektrotechnik 3 Semester, 3 Vorlesungen in 2 Wochen, 1 Übung pro Woche, Praktikum im 2. und 3. Semester Teilnehmende Studiengänge: B_ET1_1 B_ET2_1 B_IK 1 B_EM 1 B_RE 1 ET/IT B_InET1 Informatik B_IWET1 B_MM 1 (nur 1. Semester hier) Wiwi / ET- MB B_MaIn1 B_MaMa1 B_MaTM1 Mathematik Abschlussprüfung: 180 min, etwa 10 Aufgaben, Praktikum und Klausur Prüfungsvorleistung (nach 2. Semester erstmalig) müssen erfolgreich absolviert sein B_IWET1, B_MM_1: Prüfung nach 2. Semester, 2. Semester bei Professur Elektrische Energiewandlungssysteme und Antriebe

4 1. Semester Einführung elektrischer Größen wie Ladung, Strom, Spannung, Widerstand, Leistung Netzberechnung Berechnung elektrischer Netze (Gleichspannung, Gleichstrom) Ohmsches Gesetz, Kirchhoffsche Gesetze und daraus abgeleitete Verfahren, reelle Zahlen in linearen Gleichungssystemen Elektrostatik konstante elektrische Felder, Wechselwirkungen zwischen ruhenden elektrischen Ladungen, Kräfte, gespeicherte el. Energien, Ladungs- und Flussdichten, elektrische Feldstärke, Berechnung einfacher elektrischer Felder, Bedeutung der Kapazität C, Gaußscher Satz der Elektrostatik Stationäre Strömungsfelder Wirkung konstanter elektrischer Felder auf freie Ladungsträger Zusammenhangs zwischen Aufbau eines Leiters und seines Widerstandswertes Berechnung einfacher Strömungsfelder, Ohmsches Gesetz

5 2. Semester Magnetostatik konstante magnetische Felder, Wechselwirkungen zwischen sich gleichmäßig bewegenden el. Ladungen (Gleichstrom, Dauermagnet), Kräfte, gespeicherte magnet. Energie, Ladungs- und Flussdichten, Magnetische Feldstärke, Berechnung einfacher magnetischer Felder, Durchflutungsgesetz Induktion zeitlich veränderliche Felder, Wechselwirkungen zwischen beschleunigten el. Ladungen (Wechselstrom), magnetische Kopplung, Bedeutung der Induktivität L und der Gegeninduktivität M, Induktionsgesetz (Elektrische Wirbelfelder werden durch magnetische Wechselfelder erzeugt.) Die Änderungsgeschwindigkeit der Felder wird immer als sehr viel kleiner gegenüber der Lichtgeschwindigkeit angenommen (bei Hochfrequenz kommen noch einige Terme in den Gleichungen dazu).

6 Berechnung magnetischer Kreise Anwendung von Analogien der Netzberechnung zur Berechnung magnetisch gekoppelter Spulen Schaltvorgänge Einbeziehung von C, L und M und einem Schalter in die Netzberechnung, Maschen- und Knotengleichungen führen zu Differenzialgleichungen (DGL), die Lösung der DGL sind Zeitverläufe Lösung von linearen DGL 1. und 2. Ordnung, Probleme, die mit einer DGL beschrieben werden können, werden gelöst

7 Wechselstromnetze Netze mit R, C, L und M und stationären Sinusquellen, Zeigerrechnung, Zeigerbilder, Ortskurven, Frequenzkennlinien DGL werden zu algebraischen linearen Gleichungssystemen mit komplexen Zahlen umgeformt Transformator Modellierung eines Trafos mit Vierpolersatzschaltbildern Umgang mit Ersatzschaltbildern, Anwendung von zuvor behandelten Wissens aus Netzwerken, magnetischen Kreisen und magnetischen Feldern Grundlagen der Elektrotechnik: Praktikum im 2. Semester, in Prüfungsperiode Klausur Prüfungsvorleistung 90min, etwa 5 Aufgaben sind zu berechnen, teilweise auch Abschlussprüfung nach 2. Semester Abschlussprüfung Elektrotechnische Grundlagen: in Prüfungsperiode Klausur Prüfung 120min, etwa 6 Aufgaben sind zu berechnen

8 3. Semester n-pole, 2n-Tore Umformung von Netzen in n-pole und 2n-Tore, problemangepasste Strukturierung von Netzen, geeignete Beschreibungsform für Bauelemente, Schwerpunkt Vierpole Drehstromnetze Stern- und Dreieckschaltung, symmetrische und unsymmetrische Netze, Verwendung des Drehzeigers bei Netzberechnung, Raumzeiger, Transformationen unsymmetrische -> symmetrische Ersatzsysteme Netzwerktheoreme Gesetzmäßigkeiten und Hilfsmittel der Netzwerkberechnung

9 Zustandsdarstellung Überführung des Netzes in Zustandsgleichungen, das Netz wird mit Differentialgleichungen erster Ordnung beschrieben Netzberechnung mit Laplace Berechnung von Netzen mit R, L, M und C und Quellen mit beliebigen Zeitverläufen und Anfangswerten, periodisch oder nichtperiodisch Einführung in Fourier-Reihe und Fourier-Transformation Signaldarstellung mit harmonischen Funktionen Sätze zur Berechnung von Fourier-Transformierten

10 Abgeschlossene Kapitel bitte nicht vergessen, vieles wird für das Verständnis weiterer Kapitel wieder benötigt. Bitte von Anfang an kontinuierlich arbeiten: intensives Hinterfragen des behandelten Stoffs, regelmäßiges Wiederholen und Erlernen und Trainieren des selbständigen Lösens von Aufgaben.