ELT05220 – Elektrotechnik

Modul
Elektrotechnik
Electrical Engineering
Modulnummer
ELT05220
Version: 1
Fakultät
Elektrotechnik
Niveau
Bachelor/Diplom
Dauer
1 Semester
Turnus
Sommersemester
Modulverantwortliche/-r

Prof. Dr. Rigo Herold
Rigo.Herold(at)fh-zwickau.de

Dozent/-in(nen)

Prof. Dr. Rigo Herold
Rigo.Herold(at)fh-zwickau.de

Lehrsprache(n)

Deutsch - 80.00%
in "Elektrotechnik"

Englisch - 20.00%
in "Elektrotechnik"

ECTS-Credits

5.00 Credits

Workload

150 Stunden

Lehrveranstaltungen

4.00 SWS (2.00 SWS Praktikum | 2.00 SWS Vorlesung mit integr. Übung / seminaristische Vorlesung)

Selbststudienzeit

60.00 Stunden
60.00 Stunden Selbststudium - Elektrotechnik

Prüfungsvorleistung(en)

Praktikum (Protokoll, Testat)
in "Elektrotechnik"

Prüfungsleistung(en)

schriftliche Prüfungsleistung -
Modulprüfung | Prüfungsdauer: 90 min | Wichtung: 100%
in "Elektrotechnik"

Medienform
Keine Angabe
Lehrinhalte/Gliederung

Nach kurzen Wiederholungen von Grundlagenvorlesungen werden die elektrotechnischen Problemstellungen: Messtechnik, Elektrisches Feld, Magnetisches Feld, Elektromagnetisches Feld, Schaltvorgänge, Wechselstromkreise und Drehstromsystem hinsichtlich der praktischen Anwendung behandelt.

1.         Wiederholung Elektrische Größen
1.1       Ohmsches Gesetz
1.2       Elektrischer Widerstand
1.3       Arbeit, Leistung und Wirkungsgrad

2.            Messung elektrischer Größen
2.1.1      Übersicht elektrischer Messgeräte
2.1.2      Spannungs- und Strommessung
2.1.3      Messung von Leistung und Arbeit

3.            Elektrische Schaltungen bei Gleichstrom
3.1          Bezugspfeilsysteme
3.2          Kirchhoffsche Gesetze
3.2.1      Knotenpunktsatz
3.2.2      Maschensatz
3.3          Schaltung Quelle / Verbraucher
3.3.1      Elektrische Quellen
3.3.1.1  Ideale Spannungsquelle
3.3.1.2  Ideale Stromquelle
3.3.1.3  Technische Quellen
3.3.1.4  Ersatzschaltungen
3.3.2      Eigenschaften des Grundstromkreises
3.4          Berechnungsverfahren für Netzwerke
3.4.1      Zweipolersatzschaltungen

4.            Elektrisches Feld
4.1          Wiederholung elektrostatisches Feld
4.2          Kapazität und Kondensatoren
4.2.1      Kapazität
4.2.2      Kondensatoren
4.2.3      Kondensatorschaltungen
4.3          Zeitlich veränderliches elektrisches Feld
4.3.1      Strom-Spannung am Kondensator
4.3.2      Kondensator als Energiespeicher

5.            Magnetisches Feld
5.1          Wiederholung magnetische Feldstärke
5.2          Magnetische Kreise
5.2.1      Analogiebetrachtung magnetischer Kreis – elektrischer   
               Stromkreis
5.2.2      Berechnung linearer magnetischer Kreise (Permeabilität
               des Materials gegeben)
5.2.3      Berechnung von magnetischen Kreisen mit
               ferromagnetischen Werkstoffen mit Hilfe der       
               Magnetisierungskurve
5.2.4      Berechnung von magnetischen Kreisen mit
               Dauermagneten

6.            Elektromagnetisches Feld
6.1          Wiederholung elektromagnetische Induktion
6.2          Energie und Kraftwirkungen
6.2.1      Energie des Magnetfelds
6.2.2      Kraft an der Grenze Eisen-Luft
6.2.3      Kraft auf Ströme oder stromdurchflossene Leiter
6.3          Gleichstrommaschinen
6.3.1      Aufbau und Funktionsweise
6.3.2      Energieflusss und Leistungsbilanz
6.3.3      Drehzahlsteuerung

7.            Schaltvorgänge
7.1          Schaltsprünge an R / L / C
7.2          Schaltvorgänge bei Kapazitäten
7.2.1      Aufladen einer Kapazität
7.2.2      Entladen einer Kapazität
7.3          Schaltvorgänge bei Induktivitäten
7.3.1      Aufmagnetisierung der Induktivität
7.3.2      Abmagnetisieren einer Induktivität
7.4          Vereinfachter Lösungsansatz

8.            Wechselstromkreise
8.1          Sinusförmige Wechselgrößen
8.1.1      Kenngrößen
8.1.2      Mittelwerte
8.1.3      Linien- / Zeigerdiagramm
8.2          Komplexe Rechnung
8.2.1      Darstellung komplexer Größen
8.2.2      Rechenregeln
8.2.3      Transformation / Rücktransformation
8.2.4      Komplexer Widerstand
8.2.5      Komplexer Leitwert
8.3          Komplexe Grundschaltelemente
8.3.1      Ohmscher Widerstand
8.3.2      Induktivität
8.3.3      Kapzität
8.3.4      Grundschaltelemente R, L und C
8.4          Netzwerke bei Wechselgrößen
8.4.1      Berechnung über den Widerstand
8.4.2      Zeigerbilder
8.5          Leistung im Wechselstromkreis
8.5.1      Augenblicksleistung
8.5.2      Wirkleistung
8.5.3      Blindleistung
8.5.4      Scheinleistung
8.5.5      Leistungsfaktor
8.5.6      Verbesserung des Leistungsfaktors durch
               Blindleistungskompensation
8.6          Reale bzw. technische Schaltelemente bei Wechselstrom
8.6.1      Widerstand
8.6.2      Kondensator
8.6.3      Spule oder Drosselspule
8.6.3.1  Luftspule
8.6.3.2  Spule mit ferromagnetischen Kern
8.7          Resonanzkreise
8.7.1      Parallelresonanzkreis mit realen Schaltelementen
8.7.1.1  Resonanzkreisfrequenz
8.7.1.2  Transformation des Widerstandes bei Resonanz
8.7.1.3  Transformation der Induktivität bei Resonanz
8.7.1.4  Ortskurvendarstellung des komplexen Leitwerts und des
              komplexen Widerstands
8.7.2      Einsatzgebiete von Resonanzkreisen

9.            Dreiphasensystem
9.1          Erzeugung von Drehstrom
9.2          Verkettung der Stromkreise
9.3          Symmetrisches Dreiphasensystem

Qualifikationsziele

Verständnis der Zusammenhänge im el. Stromkreis und in wichtigen elektrotechnisch-elektronischen Schaltungen und Geräten; Erlernen einfacher Überschlagsrechnungen, um sich eine Vorstellung und ein Bild von den zu erwartenden elektrotechnischen Größen zu erarbeiten; Befähigung der Studierenden zur ökonomischen Nutzung natürlicher Ressourcen und regenerativer Energiequellen, zur Energieeinsparung und zur kontinuierlichen Verbesserung von Wirkungsgrad und Leistungsfaktor. Schaffung der Voraussetzung für die darauf aufbauenden Module Messtechnik II und Grundschaltungen; Technische Umsetzung des Wissens und Training von Team- und Kooperationsfähigkeit im Praktikum. Befähigung und Motivation zur systematischen Arbeit einerseits und zur Entwicklung und Praxisüberleitung innovativer Lösungen andererseits durch interdisziplinäre Zusammenarbeit mit anderen Ingenieuren.

Sozial- und Selbstkompetenzen
Keine Angabe
Besondere Zulassungsvoraussetzung

Experimentalphysik / Elektrizität und Magnetismus

Empfohlene Voraussetzungen
Keine Angabe
Fortsetzungsmöglichkeiten

Elektrische Messtechnik

Literatur

Koß/Reinhold, Lehr- und Übungsbuch Elektronik, Fachbuchverlag Leipzig, 2000

Hinweise
Keine Angabe