Aufbaumodul I Grundgebiete der Elektrotechnik B
| Credits | Workload | Kontaktzeit | Selbststudium | Dauer | Semester-Zeitraum | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 11 CP | 330 h | 9 SWS (135 h) | 195 h | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
Teilnahmevoraussetzungen
Erfolgreicher Besuch des Basismoduls Grundgebiete der Elektrotechnik A
Lehrveranstaltungen
| Veranstaltung/ Lehrform | CP | SWS | Semester | Häufigkeit | |
|---|---|---|---|---|---|
| Vorlesung: Grundgebiete der Elektrotechnik III | 8 CP | 4 SWS | 3. Sem. | WS, jährlich | |
| Übung: Grundgebiete der Elektrotechnik III | 2 SWS | 3. Sem. | WS, jährlich | ||
| Praktikum: Elektrotechnik 1 oder Praktikum: Informationstechnik 1 | 3 CP | 3 SWS | 4. Sem. | SoSe, jährlich | |
Prüfungsleistung
- Grundgebiete der Elektrotechnik III: 90-minütige Klausur; Anrechnung einer Übungsklausur (Midterm-Klausur) gemäß Anlage 4 BPO
- Praktikum Elektrotechnik I/ Praktikum Informatik I: Teilnahmenachweis basiert auf a) Vorbereitung, so dass Verständnis der Versuche gewährleistet ist; b) Anwesenheit bei allen Versuchen; c) Abgabe einer vollständigen Versuchsauswertung (Protokoll) mit Interpretation der Ergebnisse.
Note
Die Modulnote ist die Note der Klausur Grundgebiete der Elektrotechnik III.
Lernergebnisse / Kompetenzen
Grundgebiete der Elektrotechnik III: Die Studierenden sollen
- ausgehend vom Coulomb-Kraft-Gesetz als Erfahrungstatsache die ingenieurmäßige Motivation und DIN-gerechte Definition der drei grundlegenden Feldtypen sowie der zu-gehörigen Feldgrößen und Begrifflichkeiten kennenlernen,
- die Herleitung der elementaren Gesetzmäßigkeiten physikalisch anschaulich verstehen und mathematisch formal nachvollziehen können,
- die Problemlösungstechniken zur Anwendung dieser Gesetzmäßigkeiten kennen lernen, nachvollziehen und einüben,
- die Feldkonfigurationen für einfache statische und quasistatische Problemstellungen anschaulich qualitativ herleiten und formal quantitativ berechnen sowie
- die durch den Satz der Maxwellschen Gleichungen beschriebenen Wechselwirkungen begreifen und an einfachen Beispielen nachvollziehen können.
Praktikum Elektrotechnik I: Die Studierenden sollen
- die Grundlagen zu elektrischen Energiequellen und elektronischen Bauelementen erlernen
- den Umgang mit dem Oszilloskop erlernen
- die prinzipielle Vorgehensweise bei messtechnischer und simulativer Herangehensweise beherrschen lernen
- in Teamarbeit innerhalb einer vorgegebenen Zeit eine Problemstellung bearbeiten
Praktikum Informatik I: Das Praktikum betrifft die ´Programmierung im Kleinen´. Es vermittelt Kenntnissen und Fertigkeiten mit dem Ziel, den Weg von der Beschreibung und Spezifikation einer Funktion geringer Komplexität bis zur Ausführung eines Programms nebst Bewertung der Lösung vollständig inhaltlich auszufül-len und Dritten gegenüber begründen zu können. Am Ende des Praktikums sollen die Teilnehmer
- erklären können, welche Schritte unter Bezugnahme auf ein Vorgehensmodell erforderlich sind, um von einer Funk-tionsspezifikation zu einem ausführbaren Programm zu gelangen.
- die Bestandteile einer Entwicklungsumgebung und deren Bedeutung für eine Programmentwicklung erklären und bedienen können.
- eine Anforderungsspezifikation zur Realisierung einer Funktion oder von Verhalten erstellen können.
- Programme dokumentieren und dabei die Rolle eines Metamodells erklären können.
- häufig verwendete Grundelemente der Programmierspra-che C/C++ ohne Verwendung weiterer Unterlagen benut-zen können.
- Sprachelemente zur Schleifenbildung zur Reduktion der Ausführungskomplexität optimal einsetzen können.
- Sprachelemente zur Ablaufkontrolle zur Reduktion der Ausführungskomplexität optimal einsetzen können.
- Programmtests spezifizieren, realisieren und bewerten können
- erklären können, was Programmverifikation, Programmva-lidierung und Programmevaluierung bedeutet und welche Handlungen damit in der Programmentwicklung verbun-den sind.
Inhalte
Grundgebiete der Elektrotechnik III: Inhalte der Veranstaltungen sind:
- Die elektrische Ladung; Das elektrostatische Feld: Coulomb-Kraft, Feldkonzept, elektrische Feldstärke, elektrische Materialeffekte in Isolatoren, elektrische Flußdichte, elektrischer Fluß, das Gaußsche Gesetz der Elektrostatik, Arbeit im elektrostatischen Feld, das Grundgesetz der Elektrostatik, elektrische Spannung, elektrostatisches Potential, Poisson-Gleichung, Laplace-Gleichung, Beispiele zur Berechnung elektrostatischer Felder, Kapazität, Verschiebungsstrom, kapazitive Energiespeicherung, elektrische Energiedichte, elektrostatische Kräfte;
- Das stationäre elektrische Strömungsfeld: elektrische Materialeffekte in Leitern, Driftstrom, elektrische Stromstärke, elektrische Stromdichte, das Ohmsche Gesetz, elektrischer Widerstand, Leitwert, Ladungserhaltung, Energieumsatz im elektrostatischen Strömungsfeld, Leistungsbilanz im elektrostatischen Strömungsfeld
- Das magnetostatische Feld: Lorentzkraft, magnetisches Feld, magnetische Feldstärke, Arbeit im magnetostatischen Feld, Durchflutungsgesetze, magnetische Materialeffekte, magnetische Flußdichte, magnetischer Fluß, magnetisches Vektorpotential, das Biot-Savart- Gesetz, magnetische Spannung, magnetischer Widerstand, magnetischer Kreis, Induktionseffekte, das Induktionsgesetz, Lenzsche Regel, Induktivität, Induktionskoeffizienten, induktive Energiespeicherung, magnetische Energiedichte, Kräfte im magnetischen Feld, Anwendungen in elektromechanischen Wandlern
- Die Maxwellschen Gleichungen: Zusammenstellung der Maxwellschen Gleichungen; einfache Anwendungsbeispiele: Felder an Grenzflächen, Dipole; Ausblick: stationäre, quasistationäre, nichtstationäre Felder
Praktikum Elektrotechnik I: Inhalte des Praktikums sind:
- Fehlerrechnung: Messvorgang und Messfehler, Mathematische Beschreibung, Möglichkeiten der Fehlerkorrektur
- Umgang mit dem Multimeter: Bedienelemente des Multimeters
- Oszilloskop: Elektronenstrahlröhre, Messverstärker, AC-DC-Messung, Triggerung, Betriebsarten, Bedienungselemente
- Messrechner: NuDAM-System, Agilent VEE Pro
- Pspice
- Spannungsquellen: Grundlagen zu elektrischen Energiequellen
- Spannungsteiler: Spannungsteiler im Gleichstromkreis
- Messung in linearen Netzen, Simulation linearer Netzwerke
- Diode und Transistor
- Operationsverstärker (Messung), Operationsverstärker (Simulation)
- Messung nichtelektrischer Größen
Praktikum Informatik I: Inhalte des Praktikums sind:
- Eclipse-Umgebung-Einrichtung und Benutzung
- Vom logischen Verarbeitungsmodell zum ausführbaren Programm 1 (Datenstrukturen und Operationen), Vom logischen Verarbeitungsmodell zum ausführbaren Programm 2 (Ablaufstrukturen, Ablaufkontrolle)
- Testen und Debuggen
- Von der Verhaltensspezifikation zum ausführbaren Programm 1 (Komplexe Datenstrukturen, Wiederholungen), Von der Verhaltensspezifikation zum ausführbaren Programm 2 (Dynamische Datenstrukturen, Zeiger, Referenzen)
- Abstrakte Datentypen, Klassen, Namensraum, Initialisierung und Auflösung
- Programme wiederverwendbar machen (Schnittstellen, Spezifikation, Implementierung, Bibliotheken, Regeln)
- Lösung eines mathematischen Anwendungsproblems (Diskussion alternativer Lösungen, Lineare Algebra, Vektoren, Matrizen )
- Sortierverfahren, generische Lösungen, Überladung von Operatoren
- Operationen auf Bitebene (CRC-Verfahren), Profiling, Codeoptimierung
- wiederverwendbare Programme: Filterfunktionen (z.B. Kantenfilterung), statistische Auswertung von Daten, Optimierung; Systemprogrammmierung, Systemschnittstellen, Adapter (Socket Programmierung)
Sonstige Informationen
Pflichtmodul
Modulzuordnung
Bachelor of Science: Fach Grundlagen der Elektrotechnik
Disclaimer
Bitte beachten Sie, dass im Zweifel (z.B. sich widersprechende Angaben auf der Website und dem Modulhandbuch) für Ihr Studium immer die Angaben in der aktuellen Bachelorprüfungsordnung mit den entsprechenden Anhängen verbindlich sind. Wenden Sie sich bitte an die Fachstudienberatung, wenn Ihnen Unstimmigkeiten auffallen.
