Grundlagen Elektrotechnik

Nummer

B012

Leitung

MV: Berndt Joost, berndt.joost@fhnw.ch Unterrichtender: Matthias Bachmann

ECTS

3.0

Unterrichtssprache

Deutsch

Lernziele/Kompetenzen

Studierende…

kennen die Grundbegriffe der Elektrotechnik wie Strom, Spannung, Widerstand, Leistung, Energie, Quelle und können einfache Berechnungen für Gleich- und Wechselspannung durchführen. (2 verstehen)
können Netzwerke mittels Netzumwandlung berechnen sowie einfache Spannungs- und Stromteiler, weiterhin können sie Arbeitspunkte aus Quellen- und Lastkennlinien bestimmen. (2 verstehen)
können periodische Vorgänge bzw. harmonische Wechselgrössen mit Hilfe von Diagrammen im Zeitbereich und mathematischen Zeitabhängigkeiten ausdrücken. (3 anwenden)
haben ein Verständnis wichtiger analoger und digitaler Elektronik-Bauelemente wie Widerstände, Kondensatoren, Spulen, Dioden, Transistoren und Operationsverstärker. (2 verstehen)
können Standardmessgeräte wie Universalmessgeräte, Oszilloskop oder Funktionsgenerator bedienen. (2 verstehen)

Inhalt

Einführung in die Elektrotechnik: Strom, Spannung, Widerstand mit Praktikum «Messen von Strömen und Spannungen in einem Stromkreis»
Leistung, Arbeit und Quellen (Spannungsquellen und Stromquellen) mit Praktikum «Ausmessen einer Quellenkennlinie»
Arbeitspunkt einfacher Netzwerke mit Praktikum «Arbeitspunkt einer Quellen- und Lastkennlinie
Serien- und Parallelschaltung einfacher Netzwerke I mit Praktikum «Berechnung und Messen von Spannungs- und Stromteilern»
Serien- und Parallelschaltung einfacher Netzwerke II mit Praktikum «Vereinfachung eines Netzwerks in Quelle und Quellenwiderstand»
Wechselspannung, Amplitude, Frequenz, Periodendauer mit Praktikum «Oszilloskop und Funktionsgenerator»
Energiespeicher mit Kondensator und Drossel mit Praktikum «Laden und Entladen eines Kondensators»
Dioden, Z-Dioden, LEDs mit Praktikum «Einsatz von Dioden als Gleichrichter, Freilaufdioden und Spannungsbegrenzer»
Transistoren mit Praktikum «Ansteuerung eines Relais mit Transistoren»
Operationsverstärker mit Praktikum «Aufbau eines invertierenden bzw. nicht-invertierenden Operationsverstärker»

Erforderliche Vorkenntnisse

Analysis I Studierende…

verstehen den Funktionsbegriff (und können ihn adäquat anwenden…) (2 verstehen)
verstehen das Konzept einer Ableitung sowie einer Integration (2 verstehen)
kennen die Grundrechenregeln der Differential- und Integralrechnung (1 kennen)
können die erlernten Regeln und Konzepte der Differential- und Integralrechnung auf praktische Problemstellungen, wie Linearisierung, Bestimmung von Extremwerten, anwenden (3 anwenden)

Lineare Algebra Studierende…

verstehen die grundlegenden Begriffe der Linearen Algebra (wie Vektor, Basis, Vektorraum und lineare Abbildung) (2 verstehen)
können die Methoden der Linearen Algebra (das Lösen linearer Gleichungssysteme, das Rechnen mit Vektoren, mit Matrizen und mit Determinanten in Rn) in konkreten Fragestellungen umsetzen. (3 anwenden)

Bibliographie/Literatur

Kursmaterial folgt in der Vorlesung Literatur: Nerreter, W., Grundlagen der Elektrotechnik, Carl Hanser Verlag, 2. Aufl. 2011

Modultyp

Assessment-Modul in Studienrichtung Chemie- und Bioprozesstechnik

Lehr- und Lernmethoden

Leistungsbewertung

gemäss Modulverzeichnis in der aktuellen StuPO

Anschlussmodule/-kurse

Bemerkungen

1 x 4 Lektionen / Woche KW 8 bis 18 (10 Wochen im Frühjahr-Semester)