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
    • Vorlesung mit integrierten Übungs-/Praktikumsphasen
    • Übungsbearbeitung in der Gruppe
    • Hausaufgaben
    Leistungsbewertung
    gemäss Modulverzeichnis in der aktuellen StuPO
    Anschlussmodule/-kurse
    • Cleaner Production
    • Industrielle Automatisierungssysteme
    • Praktikum Automatisierung von Prozessanlagen
    Bemerkungen
    1 x 4 Lektionen / Woche KW 8 bis 18 (10 Wochen im Frühjahr-Semester)