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Modulbeschreibung - Elektrotechnik Grundlagen

Nummer
etgl
ECTS 3.0
Anspruchsniveau intermediate
Inhaltsübersicht Der Systemtechnik-Ingenieur ist ein Partner, der neben den system-technischen Kriterien, der Programmierung und der Mechanik auch die Elektrotechnik für seine Zwecke beherrschen muss. Er kennt die elektrotechnischen Aspekte vieler Alltagsphänomene und kann diese ingenieurmässig durchschauen und beschreiben. Er bekommt einen Einblick in die Arbeitsmethoden und Denkweisen der Elektrotechnik zur Beschreibung einfacher elektrischer Systeme.

Grundbegriffe und Grundgesetze der Elektrotechnik:
  • Eigenschaften des Raumes für ruhende und bewegte Ladung.
  • Behandlung der Zusammenhänge zwischen Spannung und Ladung und zwischen Strom und magnetischem Fluss.
  • Kapazität und Induktivität
  • magnetischer Kreis.

    Grundschaltungen der Elektrotechnik:
  • Schaltelemente Widerstand R, Kondensator C und Induktivität L
  • Ströme und Spannungen in Serie- und Parallelschaltungen
  • Kirchhoff’sche Gesetze und Ohmsches Gesetz.
  • Berechnungsverfahren für Ströme und Spannungen in verzweigten Schaltungen und Netzen

    Energiespeicher:
  • Berechnung der Kapazität eines Platten-Kondensators
  • Berechnung der magnetischen Kenngrössen einer Spule
  • Ladevorgänge in Schaltungen mit einem Energiespeicher.

    Wechselspannung und komplexe Grössen:
  • Definition der Wechselgrössen
  • Wechselstromwiderstände.
  • Zeigerdarstellung von komplexen Zahlen.
  • Berechnung frequenzabhängiger Spannungsteiler.
  • Wirk-, Blind- und Scheinleistung.
  • Zeitverhalten und komplexe Schreibweise
    • Lernziele Die Studierenden wissen genau welche Knoten- und Maschengleichungen in einer Schaltung zur Berechnung der Unbekannten taugen. Sie können rechnerisch die Definition des Ampère herleiten. Sie verstehen die Bedeutung des Luftspaltes im magnetischen Kreis einer Induktivität und können ihn dimensionieren, sodass die Induktivität genügend unabhängig vom Eisen wird.
    Die Studierenden begreifen, warum an einer Induktivität der Strom und an einer Kapazität die Spannung nicht springen kann. Sie können den Uebergang der Ströme und der Spannungen von ihren Anfangswerten zum Endwert in Schaltungen mit einem unabhängigen Energiespeicher und beliebig vielen Quellen und Widerständen berechnen.
    Die Studierenden verstehen, warum eine mit konstantem Strom geladene Kapazität nur etwa die halbe Energiemenge enthält, wie ein mit demselben Strom geladener Akku.
    Die Studierenden können zeigen, warum eine Synchronmaschine am starren Netz Wirk- und/oder Blindleistung abgeben kann. Sie erkennen die physikalische Bedeutung der Wirk- und Blindleistung und die formale Bedeutung der Scheinleistung.
    Empfohlene Vorkenntnisse

    • Analysis 1 (an1)
    • Lineare Algebra 1 (lalg1)
    Leistungsbewertung Erfahrungsnote und MSP schriftlich

    Studium
    Module
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