Elektrotechnik

Lernergebnisse und Kompetenzen

Die Studierenden kennen die wichtigsten Grundbegriffe und grundlegenden Bauelemente der Elektrotechnik. Sie können vorgegebene Schaltungen berechnen, einfache Schaltungen entwerfen und mit einem Simulationsprogramm simulieren. Sie erkennen Teilschaltungen einer einer größeren Schaltung und kennen deren Funktion. Die Studierenden verstehen es, Schaltungen aufzubauen, und können Oszilloskope und Multimeter problembezogen einsetzen. Sie wissen, wie Messwerte aufgenommen, ausgewertet und richtig interpretiert werden.

Inhalt

Grundbegriffe: Elektrische Ladung, Elektrischer Strom, Elektrische Spannung, Elektrischer Widerstand, Leistung und Energie, Strom- und Spannungsquellen. Netze an Gleichspannung: Lastwiderstand an einer linearen Quelle, Kirchhoffsche Gesetze, Kombinationen von Widerständen, Ersatzschaltungen, Schaltungsberechnung. Kondensator: Kapazität, Kondensatorschaltungen, Schaltvorgang. Spule: Induktivität, Schaltvorgang. Darstellung harmonischer Wechselgrößen: Periodendauer und Frequenz, Wirkleistung und Effektivwert, Kreisfrequenz und Phasenwinkel, Exkurs: Komplexe Zahlen, Zeigerdarstellung, komplexe Symbole. Netze an Sinusspannung: Komplexer Widerstand und komplexer Leitwert, Eintore an einer Sinusspannung, Einfache Verbindungen von Eintoren, Leistung, Lineare Netze, Lineare Netze mit Quellen. Drehstrom: Ströme und Spannungen, Symmetrische Belastung. Angewandte Wechselstromtechnik: Darstellung komplexer Übertragungsfunktionen, Passive Filter 1. Ordnung, Schwingkreise. Halbleiterbauelemente: Vorbetrachtungen, Dioden, Feldeffekttransistor, Bipolartransistor. Einfache Schaltungen: Gleichrichterschaltungen, Stabilisierungsschaltungen, Transistorverstärker, Transistorkippschaltungen, Operationsverstärker, Operationsverstärkerschaltungen. Elektromotoren: Gleichstrommotor, Schrittmotor. Schaltungssimulation: QUCS. Praktiktische Übungen mit einfachen Bauteilen auf einem Steckboard.

Praktikum: Digitaloszilloskop und Multimeter, Kennlinie einer Z-Diode, Halbwellen- und Brückengleichrichter, RC-Tiefpass, Operationsverstärkerschaltungen, optischer Pulssensor, Kippschaltungen, Schaltungssimulation.

Bemerkungen

Begleitend zur Vorlesung werden wöchentlich Übungsblätter ausgegeben, die im Rahmen des Selbststudiums bearbeitet werden müssen. Die erfolgreiche Bearbeitung der Übungsblätter qualifiziert zur Teilnahme an der Klausur. Vor der Teilnahme am Praktikum muss die Klausur bestanden worden sein. Das Praktikum gilt als bestanden, wenn alle Versuche testiert sind und danach eine praktische Prüfung studienbegleitend bestanden wird.

Literatur

n.a.