Introduction to Electrical Engineering I
Contents
From [MV-MTS-86556-K-4] Introduction to Electrical Engineering I:
- Physikalische Grundlagen der Elektrotechnik
- Netzwerkanalyse
- Kirchhoff’sche Gesetze
- Fehlerfortpflanzung
- Mathematische Beschreibung von Widerständen
- Codierung von Widerständen
- Reale Strom- und Spannungsquellen
- Parallel- und Reihenschaltung von Widerständen
- Stern-/Dreiecksumwandlung
- Maschenstromverfahren
- Knotenpotentialverfahren
- Superpositionsprinzip
- Leistungsanpassung
- Zweipoltechnik
- Praxisbeispiele anhand realer Schaltungen
- Elektrisches Feld
- Homogene/Inhomogene Felder
- Herleitung von Spannung im elektrischen Feld
- Dielektrika
- Elektrischer Fluss
- Wirkungsweise und math. Beschreibung von Kondensatoren
- Berechnung von versch. Kondensatoren (Platten-, Kugel-, Zylinderkondensatoren)
- Parallel- und Reihenschaltung von Kondensatoren
- Kondensator Bauarten
- Praxisbeispiele anhand realer Schaltungen
- Magnetisches Feld
- Magnetische Feldstärke
- Magnetischer Fluss
- Biot Savart'sches Gesetz zur Berechnung von Feldverläufen
- Kraftwirkung im Magnetfeld
- Bewegte Ladung im Magnetfeld
- Induktionsgesetze
- Wirkungsweise und math. Beschreibung von Spulen
- Parallel- und Reihenschaltung von Spulen
- Maxwellgleichungen
- Praxisbeispiele anhand realer Schaltungen
- Periodische Spannungen und Ströme
- Definition von Leistung, Effektivwert, Gleichrichtwert sowie Wirk-, Blind- und Scheinleistung
- Komplexwertige Darstellung von Wechselspannungsgrößen
- Verhalten von Spulen und Kondensatoren in Wechselspannungsnetzwerken (Wechselstromwiderstände / Impedanzen)
- Netzwerkanalyse mit periodischen Spannungen/Strömen
- Mehrphasensysteme (als Beispiel: Dreiphasensystem)
- Übersicht über elektrische Antriebe
- Praxisbeispiele anhand realer Schaltungen
- Beschreibung von Netzwerken durch Differentialgleichungen
- Aufstellen von Differentialgleichungen
- Lösen von Differentialgleichungen
- Faltung
- Eingangs-/Ausgangsbeschreibung (komplexwertige Exponentialfunktionen), Frequenzgang, Bodediagramm
- Filterübertragungsfunktionen
- Vierpoltechnik
- Praxisbeispiele anhand realer Schaltungen
Competencies / intended learning achievements
From [MV-MTS-86556-K-4] Introduction to Electrical Engineering I:
1. Vorlesung
Die Studierenden sind in der Lage:
- grundlegende physikalische Größen der Elektrotechnik sowie deren Zusammenhänge wiederzugeben,
- (reale) Strom- und Spannungsquellen zu charakterisieren,
- das Verhalten passiver Bauelemente (Ohm’sche Widerstand, Kondensator, Spule) in Gleich- bzw. Wechselstromnetzwerken zu beschreiben,
- Verschiedene Verfahren zur Analyse und Beschreibung elektrischer Gleich- und Wechselstromnetzwerke sicher anzuwenden,
- Ursache und Wirkung elektrischer und magnetischer Felder zu charakterisieren,
- Analogien zwischen elektrischen und magnetischen Feldern aufzuzeigen,
- technische Anwendungen elektrischer und magnetischer Felder zu beschreiben,
- allgemeine periodische Spannungen und Strömen zu charakterisieren,
- die Sonderrolle sinusförmiger Spannungen und Ströme in der Wechselstromtechnik zu erklären,
- Generierung, Eigenschaften und technische Anwendungen von Dreiphasensystemen zu erläutern,
- Funktionsweise verschiedener elektrischer Antriebe wiederzugeben,
- Aufbau und Verhalten analoger Filter zu beschreiben und herzuleiten.
2. Übung
Die Studierenden sind in der Lage:
- verschiedene Verfahren zur Analyse linearer Gleich- und Wechselstromnetzwerke sicher anzuwenden,
- Verläufe und Kraftwirkung elektrischer Felder herzuleiten und zu berechnen,
- das Verhalten von Kondensatoren unter verschiedenen Einflussgrößen zu berechnen,
- Verläufe und Kraftwirkung magnetischer Felder herzuleiten und zu berechnen,
- das Induktionsgesetz sicher anzuwenden,
- allgemeine periodische Spannungen und Ströme zu charakterisieren (Gleichricht- und Effektivwert),
- das Verhalten elektrischer Netzwerke mittels Differentialgleichungen zu beschreiben,
- Leistungsbilanzen in Wechselstromnetzwerken aufzustellen,
- Amplituden- und Phasengänge analoger Filter herzuleiten,
- elektrische Netzwerke als Vierpole zu beschreiben.
Literature
From [MV-MTS-86556-K-4] Introduction to Electrical Engineering I:
- Tietze, Schenk: Halbleiterschaltungstechnik
- Schrüfer: Elektrische Messtechnik
- Lerch: Elektrische Messtechnik
Requirements for attendance of the module (informal)
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Requirements for attendance of the module (formal)
None