Elektrische Energietechnik / Physik plus Pädagogik (auslaufend)

Modulhandbuch

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Elektrische Energietechnik / Physik plus (EP-plus)

PO-Version [  20122  ]

Automatisierungssysteme

Empfohlene Vorkenntnisse

Vorlesung Signale, Systeme und Regelkreise

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

 

Die Teilnehmer beherrschen die Funktion und die Auswahl von Speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) und Prozessleitsystemen (PLS), sowie deren praktischen Einsatz.

 

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 180 h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90, Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

6 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Gerhard Hinsken

Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengang EP-plus

Veranstaltungen

Labor Automatisierungssysteme

Art Vorlesung/Labor
Nr. E+I252
SWS 2.0
Lerninhalt

- Serielle Schnittstellen V.24/TTY
- Interbus-S
- SIMATIC S7 und Visualisierung mit WIN CC
- Prozessleitsystem PCS 7 mit Ethernet, Profibus DP, Profibus PA und ASI
- SIMATIC S7 und Analogwertverarbeitung
- SIMATIC S7 und Parameterübertragung

Literatur

Ausführliche Laboranleitungen zu den Versuchen, Hinsken, G. (FH-Druckerei)

Automatisierungssysteme

Art Vorlesung
Nr. E+I251
SWS 4.0
Lerninhalt

1. Grundlagen der Automatisierungstechnik
   - Begriffsdefinitionen
   - Anwendungsgebiete und Automatisierungsobjekte
   - Aufgaben
2. Sensoren und Aktoren in der Automatisierungstechnik
3. Steuerungen
    - Unterschied zw. Regelung und Steuerung
    - Die Programmiernorm DIN EN 61131-3
    - Verknüpfungsfunktionen
    - Verknüpfungssteuerungen
    - Ablaufsteuerungen 
    - Alternative Beschreibungsformen für Ablaufsteuerungen (GRAFCET, Petrinetze, Automaten)
4. Automatisierungsrechner und Rechnersysteme
    - Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS)
    - Prozessleitsysteme (PLS)
5. Kommunikationstechnik
    - Feldbusse (AS-interface, Profibus)
    - Ethernet TCP/IP
    - Industrial Ethernet (ProfiNet, SercosIII, EtherCAT)
    - Intelligente Punkt-zu-Punkt-Verbindungen (IO-Link, HART-Protokoll)
6. Systeme der Fertigungsautomation
    - Computerized Numerical Control (CNC)
    - Industrieroboter

Literatur

Becker, N., Automatisierungstechnik, 2. Auflage, Würzburg, Vogel Business Media, 2014

Langmann, R., Taschenbuch der Automatisierung, 2. Auflage, München, Fachbuchverl. Leipzig Verlag, 2010

Bachelorarbeit

Empfohlene Vorkenntnisse

150 Credits ink. Betriebspraktikum (zwingende Vorraussetzung)

Lehrform Wissenschaftl. Arbeit/Sem
Lernziele / Kompetenzen

Ein erstes Lernziel ist, dass die im Studium erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten methodisch und im Zusammenhang eingesetzt werden können. Die Kompetenz, ein Problem innerhalb einer vorgegebenen Frist selbstständig strukturieren, nach wissenschaftlichen Methoden systematisch bearbeiten und schließlich transparent dokumentieren zu können, qualifiziert die Absolventen für einen Eintritt in die Community der Ingenieure.

Wesentlicher Bestandteil ist die Kompetenz zur zielgruppengerechten Präsentation des Projektes und der in der Arbeit erzielten Resultate in verschiedenen Präsentationsformen. Mit dem erfolgreichen Abschluss des Moduls ist damit auch ein indirektes Lernziel erreicht: dem Absolventen mit dem erfolgreichen Abschluss eines individuellen Projektes ein zur Ausübung des Ingenieurberufes hinreichendes Selbstverständnis mit auf den Weg zu geben.

Dauer 1
SWS 2.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 0 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 420 h
Workload 420 h
ECTS 14.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Abschlussarbeit und Kolloquium

Leistungspunkte Noten

14 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Christoph Nachtigall

Empf. Semester 7
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengang EP-plus

Veranstaltungen

Bachelor-Thesis

Art Wissenschaftl. Arbeit
Nr. EMI1732
SWS 0.0
Lerninhalt

Individuelle Themenstellung

Literatur

Leitfaden für die Bachelor-Thesis, Broschüre der Fakultät E+I

Kolloquium

Art Seminar
Nr. EMI1733
SWS 2.0
Lerninhalt

 

In einer Einführungsveranstaltung mit Präsenzpflicht werden die Grundlagen wissenschaftlichen Arbeitens reflektiert sowie verbindliche Richtlinien für die schriftliche Dokumentation sowie für die öffentliche Präsentation vorgegeben.

Am Ende der Bearbeitungszeit der Bachelor-Thesis folgt ein öffentlicher Fachvortrag im Umfang von 15-20 Minuten über die eigene Arbeit und deren Randbedingungen, sowie die Präsentation eines Posters hierzu. Das Poster soll so gestaltet sein, dass es die Hochschulöffentlichkeit zur Teilnahme am Vortrag motiviert.

 

Literatur

Leitfaden für die Bachelor-Thesis, Broschüre der Fakultät E+I

Bedingungen und Strukturen beruflichen Lernens

Empfohlene Vorkenntnisse

keine

Lehrform Vorlesung/Seminar
Lernziele / Kompetenzen

Die Alsolventinnen und Absolventen

  • können wissenschaftliche Texte verstehen und die wesentlichen Inhalte wiedergeben;
  • können die Fragestellungen, Vorgehensweisen und Ergebnisse wissenschaftlicher Studien verstehen, wiedergeben, einordnen und beurteilen;
  • kennen verschiedene Quellen berufspädagogischer Literatur und können zu gegebenen berufspädagogischen Themen und Fragestellungen entsprechende Literatur recherchieren;
  • sind in der Lage verschiedene Quellen wissenschaftlicher Literatur richtig anzugeben und zu zitieren;
  • sind in der Lage wissenschaftliche Sachverhalte strukturiert und in angemessener Weise im Rahmen einer schriftlichen Ausarbeitung darzustellen;
  • können Präsentationen zur Darstellung und Erläuterung von wissenschaftlichen Erkenntnissen/Forschungsergebnissen erstellen und diese wissenschaftlichen Erkenntnisse/Forschungsergebnisse in verständlicher Weise präsentieren:
  • kennen ausgewählte berufspädagogische Forschungsprojekte sowie deren Fragestellungen, wissenschaftliche Vorgehensweisen und Forschungsergebnisse;
  • verfügen über grundlegende Kentnisse von Methoden der bildungswissenschaftlichen Forschung und können Forschungsergebnisse auf die pädagogische Praxis beziehen;
  • kennen grundlegende Modelle des Lehrens und Lernens, wissen um die Bedeutung motivationaler, emotionaler, kognitiver, individueller und soziokultureller Lernvoraussetzungen und können sie auf pädagogische Situationen übertragen;
  • kennen relevante Theorien der Entwicklung unter besonderer Berücksichtigung von Geschlecht, Kultur und sozialem Milieu;
  • reflektieren Chancen und Probleme der Entwicklungs-, Lern und Leistungsdiagnostik, kennen Konstruktionsprinzipien von Instrumenten zur Leistungsmessung und Bezugsnormen von Leistungsbeurteilungen und wissen um deren Auswirkungen auf Lern- und Motivationsprozesse;
  • kennen die Gütekriterien der Leistungsmessung und können diese bei der Vorbereitung und Durchführung eigner schriftlicher und mündlicher Leistungsmessungen berücksichtigen;
  • kennen die unterschiedlichen Formen der Zwischen- und Abschlußprüfungen im dualen System der Berufsbildung und sind mit den Problemen und Lösungsansätzen im Kontext der Prüfung beruflicher Handlungskompetenz vertraut;
  • sind mit den Formen betrieblicher Beurteilungen und Beurteilungsverfahren vertraut und können Arbeits- und Ausbildungszeugnisse interpretieren und verfassen;
  • kennen die Strukturen des allgemein bildenden und des beruflichen Bildungssystems und können die Stärken und die Schwächen der Systeme auch vor dem Hintergrund aktueller gesellschaftlicher und politischer Diskussionen beurteilen;
  • sind mit den rechtlichen Grundlagen der beruflichen Bildung vertraut und können auf der Basis dieser Kenntnisse sowie der Kenntnisse über die Bedingungen und Strukturen des Bildungssystems Bildungsgangempfehlungen aussprechen;
  • können die Funktionen des Berufskonzepts im Kontext beruflicher Ausbildung wie auch beruflicher Tätigkeit einschätzen und beurteilen.
Dauer 1
SWS 8.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 120 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 180 h
Workload 300 h
ECTS 10.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

 

regelmäßige Teilnahme & Modulprüfung

 

Leistungspunkte Noten

10 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Thomas Diehl

Empf. Semester 4
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengang EP-plus

Veranstaltungen

Grundlagen der Psychologie

Art Vorlesung
Nr. EW1207
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Grundlagen des Lehrens und Lernens (z. B. Theorien zum Erwerb und der Repräsentation von Wissen und Fertigkeiten)
  • Grundlagen der Entwicklung (z. B. die Entwicklung kognitiver Strukturen im Kindes- und Jugendalter nach Piaget)
  • Grundlagen der Lernmotivation
  • Grundlagen des sozialen Lernens
Literatur

Woolfolk, A. (2008) Pädagogische Psychologie. München; Boston: Pearson Studium

Grundlagen wissenschaftlichen Arbeitens in der Berufspädagogik

Art Seminar
Nr. EW1205
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Grundlagen wissenschaftlichen Arbeitens
  • Verstehen wissenschaftlicher Texte
  • Fragestellungen, Vorgehensweisen und Ergebnisse wissenschaftlicher Studien
  • Quellen berufspädagogischer Literatur
  • Plagiate und freiwillige Plagiatskontrolle
  • Dokumentenstruktur wissenschaftlicher Texte
  • Erstellen von Präsentationen wissenschaftlicher Sachverhalte
  • Vorträge zur Darstellung wissenschaftlicher Sachverhalte
  • aktuelle berufspädagogische Forschungsprojekte
Literatur

Aktuelle Fachliteratur wird in der Veranstaltung bekannt gegeben oder zur Verfügung gestellt.

Konzepte und Systeme beruflicher Bildung

Art Seminar
Nr. EW1206
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Strukturen des Bildungssystems der Bundesrepublik Deutschland, aktuelle Entwicklungen und Kritikpunkte
  • Strukturen des beruflichen Bildungssystems der Bundesrepublik Deutschland, aktuelle Entwicklungen und Kritikpunkte
  • organisatorische Strukturen und rechtliche Grundlagen des dualen Systems der beruflichen Bildung, Berufsbildungsgesetz und einschlägige Regelungen der Handwerksordnung
  • Berufsbegriff, Funktionen des Berufs, Arbeits- und Ausbildungsmarkt
  • System der beruflichen Schulen: Strukturen in der Bundesrepublik und speziell in Baden-Württemberg
  • berufliche Bildung außerhalb des dualen Systems
  • berufliche Fort- und Weiterbildung
  • Berufsberatung, Berufswahl
Literatur

Aktuelle Fachliteratur wird in der Veranstaltung bekannt gegeben oder zur Verfügung gestellt.

Diagnostik und Evaluation beruflicher Lernprozesse und Lernergebnisse

Art Seminar
Nr. EW1208
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Motivation und Leistung
  • Gütekritierien der Leistungsmessung, Bezugsnormen der Leistungsbeurteilung
  • wahrnehmungspsychologische Probleme der Leistungsmessung
  • Fehlerquellen bei der Leistungsmessung und Leistungsbeurteilung
  • Leistungsmessungen und -beurteilungen im schulischen und betrieblichen Kontext
  • Leistungsmessungen im offenen/handlungsorientierten Unterricht
  • Entwicklung, Durchführung und Auswertung einer Klausur unter Berücksichtigung der Gütekriterien der Leistungsmessung
  • Prüfungen im Rahmen der dualen Berufsausbildung
  • betriebliche Beurteilungen und Beurteilungsverfahren, Arbeits- und Ausbildungszeugnisse
Literatur

Aktuelle Fachliteratur wird in der Veranstaltung bekannt gegeben oder zur Verfügung gestellt.

Betriebliche Praxis

Empfohlene Vorkenntnisse

 

Frühestens im 5. Semester. Nach 3 Semestern müssen mindestens 75 Credits oder zum Ende des dem Praktischen Studiensemester unmittelbar vorangehenden Semesters mindestens 90 Credits erbracht sein. Eine den Vorschriften entsprechende Praxisstelle muß zur Genehmigung vorlegt werden.

 

Lehrform Praktikum
Lernziele / Kompetenzen

Der Teilnehmer verankert und erweitert das bereits Erlernte durch praktische Erfahrung, lernt die Bedeutung der Teamarbeit kennen, wendet Softskills an und erweitert sie.

Dauer 1
Aufwand
Lehrveranstaltung 0 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 720 h
Workload 720 h
ECTS 24.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Praxisberichte, Zeugnis der Praxisstelle

Leistungspunkte Noten

24 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Werner Reich

Empf. Semester 5
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengang EP-plus

Veranstaltungen

Betriebspraktikum

Art Praktikum
Nr. E+I1724
SWS

Elektrische Antriebe

Empfohlene Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Teilnehmer lernen die Funktionsweise der wichtigsten leistungselektronischen Stellglieder zum Betreiben elektrischer Maschinen sowie die grundlegenden Eigenschaften einiger bedeutender elektrischer Maschinen selbst kennen. Die spezifischen Eigenschaften der den leistungselektronischen Stellgliedern zugrundeliegenden Leistungshalbleiterbauelemente werden überblickt. Die Teilnehmer eignen sich außerdem die Fähigkeit zur Beurteilung, welche Applikationen mit welchen Antriebskomponenten auszurüsten sind und mit welchen Schwierigkeiten dabei zu rechnen ist, an.

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 180 h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K120

Leistungspunkte Noten

6 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. habil. Uwe Nuß

Empf. Semester 4
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengang EP-plus

Veranstaltungen

Leistungselektronik

Art Vorlesung
Nr. E+I256
SWS 4.0
Lerninhalt

- Aufgaben der Leistungselektronik
- Bauelemente der Leistungselektronik
- Wechselstrom- und Drehstromsteller
- Netzgeführte Stromrichter
- Selbstgeführte Stromrichter
- Umrichter
- Verfahren zur Ansteuerung von Stromrichtern

Literatur

Jäger, R., Stein, E., Leistungselektronik, VDE-Verlag, Berlin, Offenbach, 2011
Schröder, D., Leistungselektronische Schaltungen, 3. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2012
Specovius, J., Grundkurs Leistungselektronik, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg Verlag, 2017

Grundlagen elektrischer Antriebe

Art Vorlesung
Nr. EMI257
SWS 2.0
Lerninhalt

- Grundsätzlicher Aufbau von Antriebssystemen:
Lasten, Getriebe, Motor, Umformer, Netz
- Grundlagen der Antriebstechnik:
Mechanische Größen, Energieflussbetrachtung, Drehmomenterzeugung, Verluste, Wirkungsgrad
Nennwerte von Elektromotoren, Drehfeld
- Gleichstrommaschinen:
Aufbau, Wirkungsweise, Grundgleichungen, Betriebsverhalten, DC-Motoren mit Permanentmagneterregung
DC-Reihenschlussmotor, Universalmotor
- Synchronmaschinen:
Aufbau, Wirkungsweise, Grundgleichungen, Betriebsverhalten, Einphasenbetrieb, Vergleich Permanent-/ Reluktanz-/Hysterese-Läufer
- Schrittmotoren:
Aufbau u. Schaltung, Stromversorgung und Ansteuerung, Betriebsverhalten, Anwendungen
- Elektronikmotoren:
Aufbau, Ansteuerung und Anwendung
- Linearmotoren für kleine Leistungen

Literatur

Jäger, R., Stein, E., Leistungselektronik, Berlin, Offenbach, VDE-Verlag, 2011
Specovius, J., Grundkurs Leistungselektronik, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg Verlag, 2017
Schröder, D., Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemen, 4. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2015
Fischer, R., Elektrische Maschinen, 16. Auflage, München, Wien, Hanser Verlag, 2017

Elektrizitätswirtschaft

Empfohlene Vorkenntnisse

Vorlesung "Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 2"

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

wird noch festgelegt

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90

Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Christoph Nachtigall (kommissarisch)

Empf. Semester 7
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengang EP-plus

Veranstaltungen

Smart Grids

Art Vorlesung
Nr. E+I1731
SWS 2.0
Lerninhalt

noch nicht festgelegt

Literatur

noch nicht festgelegt

Elektrizitätswirtschaft

Art Vorlesung
Nr. E+I1730
SWS 2.0
Lerninhalt

noch nicht festgelegt

Literatur

noch nicht festgelegt

Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 1

Empfohlene Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden kennen die Grundzüge der elektrischen Energieversorgung und den prinzipiellen Aufbau von Energieversorgungsnetzen. Sie haben die verschiedenen Möglichkeiten zur Stromerzeugung und -speicherung kennengelernt. 

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90

Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Christoph Nachtigall (kommisssarisch)

Empf. Semester 3
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Veranstaltungen

Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 1

Art Vorlesung
Nr. E+I1721
SWS 4.0
Lerninhalt

- Elektrische Energieerzeugung (fossilie Kraftwerke, Kernkraftwerke, Wasserkraftwerke, Windenergieanlagen, photovoltaische Anlagen)

- Energieversorgungsnetze (Übertragungssyteme, Drehstromnetze, Netzstrukturen von Windparks)

- Speicherung elektrischer Energie

Literatur

Heuck, K., Dettman K.-D., Schulz D., Elektrische Energieversorgung : Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie für Studium und Praxis, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2010

 

Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 1

Art Vorlesung
Nr. EMI1721
SWS 4.0
Lerninhalt

- Elektrische Energieerzeugung (fossilie Kraftwerke, Kernkraftwerke, Wasserkraftwerke, Windenergieanlagen, photovoltaische Anlagen)

- Energieversorgungsnetze (Übertragungssyteme, Drehstromnetze, Netzstrukturen von Windparks)

- Speicherung elektrischer Energie

Literatur

Heuck, K., Dettman K.-D., Schulz D., Elektrische Energieversorgung : Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie für Studium und Praxis, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2010

 

Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 2

Empfohlene Vorkenntnisse

Vorlesung Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 1

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Absolventinnen und Absolventen haben ein fundiertes Wissen über elektrische Netze, können Sie mathematisch beschreiben und können elektrische Netze planen. Sie kennen die Zusammenhänge, die wichtig sind, um die Wechselwirkungen zwischen Energieerzeugung (insbesondere auch regenerative Energien), Verteilung und Verbrauch zu verstehen.

 

 

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 180 h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

K90, Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

6 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Christoph Nachtigall (kommissarisch)

Empf. Semester 4
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengang EP-plus

Veranstaltungen

Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 2

Art Vorlesung
Nr. EMI1722
SWS 4.0
Lerninhalt

- Elektrische Netze (Aufbau und Ersatzschaltbilder der Netzelemente)

- Auslegung von Netzen

- Betriebsführung und Planung elektrischer Energieanlagen

- Berechnung von Drehstromnetzen

 

 

Literatur

Heuck, K., Dettmann, K.-D., Schulz D., Elektrische Energieversorgung : Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie für Studium und Praxis, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2010

 

Labor Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie

Art Labor
Nr. EMI1723
SWS 2.0
Lerninhalt

Versuche zu folgenden Themen:

- Drehstromnetzmodell

- Wechselrichter, Netzbetrieb

- Prüfstand für Photovoltaik

- Simulationsstand für Windenergieanlagen

- Elektrochemische Speicher, Inselanlagen

Literatur

Heuck, K., Dettmann, K.-D., Schulz D., Elektrische Energieversorgung : Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie für Studium und Praxis, 8. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2010

Fachdidaktik technischer Fachrichtungen

Empfohlene Vorkenntnisse

keine

Lehrform Seminar/Vorlesung/Praxis
Lernziele / Kompetenzen

 

Die Absolventinnen und Absolventen

• können zwischen Erziehungswissenschaft, Pädagogik, Didaktik und Fachdidaktik unterscheiden sowie den berufspädagogischen undfachdidaktischen Spezialdisziplinen Untersuchungsgegenstände und Untersuchungsthemen zuordnen;

• entwickeln die Fähigkeit, die Gegenstandsbereiche und das Aufgabenspektrum der Fachdidaktik zu differenzieren und kennen die Aufgaben der Fachdidaktik als Unterrichtstheorie;

• gewinnen Einsichten in die Grundprobleme didaktisch-methodischer Planungen;

• werden befähigt, auf der Grundlage der Kenntnis didaktischer Theorien und Modelle, eigenen Unterricht zu planen, durchzuführen, zu analysieren und zu reflektieren. Im Rahmen der Schulpraxis/Schulpraktischen Phase

• vertiefen die Studierenden ihr Wissen über das berufliche Schulwesen;

• lernen ausgewählte Aspekte der Bildungsgangplanung sowie der Schulorganisation kennen;

• nehmen im Rahmen von Hospitationen am Unterricht in verschiedenen Schulformen teil;

• sammeln erste eigene Unterrichtserfahrungen.

 

Dauer 2
SWS 7.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 105 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 195 h
Workload 300 h
ECTS 10.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

 

regelmäßige Teilnahme & Modulprüfung "Fachdidaktik technischer Fachrichtungen" (K120)

"Schulpraxis I" muss "m. E." attestiert sein und ein Bericht vorgelegt werden

 

Leistungspunkte Noten

10 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Andy Richter

Max. Teilnehmer 32
Empf. Semester 6-7
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengang EP-plus

Veranstaltungen

Grundlagen der Fachdidaktik technischer Fachrichtungen

Art Vorlesung
Nr. EW1209
SWS 2.0
Lerninhalt
  • wissenschaftstheoretische Grundlagen; zentrale Begriffe
  • allgemeine Didaktik, Entwicklung und Grundpositionen
  • berufliches Lernen im Wandel
  • berufliches Lernen an verschieden Lernorten
  • Leistungsmessung und -bewertung in beruflichen Bildungsgängen
Literatur

Aktuelle Fachliteratur wird in der Veranstaltung bekannt gegeben oder zur Verfügung gestellt.

Begleitseminar zur Fachdidaktik technischer Fachrichtungen

Art Übung
Nr. EW1210
SWS 2.0
Lerninhalt

Die Inhalte der Vorlesung „Grundlagen der Fachdidaktik technischer Fachrichtungen“ werden in seminaristischer Form nochmals aufgearbeitet und in Bezug auf die jeweiligen Berufsfelder differenziert thematisiert.

Literatur

Aktuelle Fachliteratur wird in der Veranstaltung bekannt gegeben oder zur Verfügung gestellt.

Unterrichtsanalyse, -planung und -gestaltung in beruflichen Bildungsgängen

Art Seminar
Nr. EW1211
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Analyse von Ordnungsmitteln
  • Erstellung von Planungsinstrumenten für Lehr-/Lernsituationen unter Berücksichtigung der Anforderungen des Lernfeldkonzepts
  • Entwicklung eigener Unterrichtssequenzen
  • Entwicklung von Instrumenten zur Leistungsbewertung
Literatur

Aktuelle Fachliteratur wird in der Veranstaltung bekannt gegeben oder zur Verfügung gestellt.

Schulpraxis II

Art Praktikum
Nr. EW1212
SWS 1.0
Lerninhalt
  • Planung und Durchführung von Hospitationen
  • Grenzen der Beobachtbarkeit
  • Dokumentation und Auswertung von Hospitationen
  • Planung, Durchführung und Reflexion eigenen Unterrichts

Festkörperphysik

Empfohlene Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden verstehen, wie Festkörper auf atomistischem Niveau aufgebaut sind, welche Eigenschaften sie haben und wie sie physikalisch-mathematisch beschrieben werden.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90

Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Jasmin Aghassi-Hagmann

Empf. Semester 3
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengang EP-plus

Veranstaltungen

Festkörperphysik

Art Vorlesung
Nr. EMI1720
SWS 4.0
Lerninhalt

- Kristallgitter (Raumgitter, reziprokes Gitter, Millersche Indizes, Kristalle als Beugungsgitter)

- Dynamik von Kristallgittern (Gitterschwingungen, Phononen)

- Elektronen im Festkörper (Elektronengas, Bändertheorie, Hall-Effekt, Halbleiter, Quanten-Hall-Effekt)

- Dielektrische Eigentschaften

- Magnetische Eigenschaften

- Supraleitung

Literatur

Kopitzki, K., Herzog P., Einführung in die Festkörperphysik, 6. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner Verlag, 2007

Ibach, H., Lüth H., Festkörperphysik : Einführung in die Grundlagen, 7. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer, 2009

Kittel, C., Hunklinger, S., Einführung in die Festkörperphysik, 14. Auflage, München, Wien, Oldenbourg, 2006

 

 

 

Grundlagen der Erziehungswissenschaften und der Didaktik

Empfohlene Vorkenntnisse

keine

Lehrform Seminar/Vorlesung/Praxis
Lernziele / Kompetenzen

 

Die Absolventinnen und Absolventen

• können erziehungswissenschaftliche Fachrichtungen und Konzeptionen sowie pädagogische Lehren in die Struktur der Erziehungswissenschaften einordnen;

• sind mit den Begriffen Erziehung, Sozialisation und Bildung vertraut und kennen relevante Erziehungs-, Bildungs- und Sozialisationstheorien;

• kennen grundlegende Strategien erziehungswissenschaftlicher Forschung;

• kennen einschlägige Theorien pädagogischer Professionalität und können die spezifischen Herausforderungen und Paradoxien pädagogischen Handelns identifizieren;

• kennen die lerntheoretischen und handlungstheoretischen Grundlagen didaktischer Modelle und Konzepte;

• können Lernsequenzen auf der Grundlage didaktischer Modelle vorbereiten, durchführen und reflektieren;

• sind mit dem Konzept der beruflichen Handlungskompetenz vertraut und können diese Kompetenz in unterschiedlichen beruflichen Praxisfeldern analysieren;

• können Hospitationen planen, durchführen, reflektieren und auswerten.

 

Dauer 2
SWS 7.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 105 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 195 h
Workload 300 h
ECTS 10.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

 

regelmäßige Teilnahme & Modulprüfung für "Grundlagen der Erziehungswissenschaften und der Didaktik"(K120)

"Schulpraxis I" muss "m. E." attestiert sein und ein Bericht vorgelegt werden

 

Leistungspunkte Noten

10 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Thomas Diehl

Max. Teilnehmer 32
Empf. Semester 3-4
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengang EP-plus

Veranstaltungen

Schulpraxis I

Art Praktikum
Nr. EW1204
SWS 1.0
Lerninhalt
  • Planung und Durchführung von Hospitationen
  • Dokumentation und Auswertung von Hospitationen
  • Planung, Durchführung und Reflexion erster eigener Unterrichtssequenzen
  • Dokumentation und Auswertung von Unterrichtssequenzen

Grundlagen der Didaktik beruflichen Lehrens und Lernens (Übung)

Art Übung
Nr. EW1203
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Planung von Unterrichtssequenzen auf der Basis didaktischer Modelle
  • Dokumentation der geplanten Unterrichtssequenzen
  • Durchführung eigener Unterrichtssequenzen
  • Reflexion eigener Unterrichtssequenzen
  • kriteriengeleitete Beobachtung von Unterricht
  • theoriegeleitete Erkundung beruflicher Unterrichtspraxis
Literatur

Aktuelle Fachliteratur wird in der Veranstaltung bekannt gegeben oder zur Verfügung gestellt.

Grundlagen der Didaktik beruflichen Lehrens und Lernens

Art Vorlesung
Nr. EW1202
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Grundlagen der Kommunikation
  • Didaktikbegriff
  • Lerntheorien als Grundlage didaktischer Modelle
  • Handlungstheorien als Grundlage didaktischer Modelle
  • didaktische Modelle: Die didaktische Analyse und das Perspektivenschema zur Unterrichtsvorbereitung nach Klafki
  • didaktische Modelle: Das Berliner Modell
  • lernzielorientierte Unterrichtsplanung: Lernziele, Lernzieltaxonomien
  • Entwicklung beruflicher Handlungskompetenz
  • Analyse beruflicher Handlungskompetenz in beruflichen Praxisfeldern
  • Lernfeldkonzept
  • Konzepte handlungsorientierten Unterrichts
  • Projektmethode nach Frey
  • Prüfungen in der beruflichen Bildung
  • Vorbereitung des Praktikums als theoriegeleitete Erkundung beruflicher Unterrichtspraxis
Literatur

Aktuelle Fachliteratur wird in der Veranstaltung bekannt gegeben oder zur Verfügung gestellt.

Einführung in die Erziehungswissenschaften für Berufspädagogen

Art Vorlesung
Nr. EW1201
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Struktur der Erziehungswissenschaften
  • anthropologische Erklärungen der Erziehungsbedürftigkeit des Menschen
  • erziehungswissenschaftliche Grundbegriffe: Erziehung, Sozialiation, Bildung
  • lerntheoretische und entwicklungstheoretische Erklärungen für Sozialisationsvorgänge
  • Stufen der moralischen Entwicklung
  • berufliche Handlungskompetenz von Lehrerinnen und Lehrern
  • Grundlagen der Theorie sozialer Systeme
  • Pädagogische Professionalität
  • Theorie-Praxis-Verhältnis in der Erziehungswissenschaft
Literatur

Aktuelle Fachliteratur wird in der Veranstaltung bekannt gegeben oder zur Verfügung gestellt.

Ingenieur- und naturwissenschaftliche Wahlpflichtfächer

Empfohlene Vorkenntnisse

Grundstudium komplett abgeschlossen

Lehrform Vorlesung/Seminar/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden vertiefen ihr Wissen und ihre Kompetenzen mit selbstgewählten Lehrveranstaltungen aus der Wahlpflichtfachliste, die zeitnah per Aushang bekannt gegeben wird.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Diverse Formen von Prüfungsleistungen, siehe aktuelle Wahlpflichtfachliste

Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Christoph Nachtigall

Empf. Semester 7
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Veranstaltungen

Ingenieur- und naturwissenschaftliche Wahlpflichtfächer

Art Vorlesung
Nr.
SWS 4.0
Lerninhalt

abhängig von der gewählten Lehrveranstaltung

Literatur

wird in der jeweiligen Lehrveranstaltung bekannt gegeben

Kern- und Elementarteilchenphysik

Empfohlene Vorkenntnisse

alle anderen Physik-Lehrveranstaltungen in den vorangegangenen Semestern

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Absolventen kennen die Grundlagen der Kern- und Elementarteilchenphysik. Sie haben eine grundlegendes Verständnis für den Aufbau des Atomkerns. Die Wechselwirkungsmechanismen zwischen den Elementarteilchen sind bekannt. Alle Elementarteilchen können eingeordnet werden. Zerfallsmechanismen sind verstanden. Anwendungen der Kernphysik (z. B. Kernkraftwerk) können kompetent diskutiert werden.

Die Studierenden haben ein anschauliches, vertieftes Verständnis für die Festkörperphysik und die Kern- und Elementarteilchenphysik bekommen. Das im gesamten Studium erlernte Physik-Wissen vernetzt sich bei der Anwendung in komplexen Experimenten.

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 150 h
Workload 240 h
ECTS 8.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90, Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

8 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Christoph Nachtigall

Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengang EP-plus

Veranstaltungen

Kern- und Elementarteilchenphysik

Art Vorlesung
Nr. EMI1726
SWS 4.0
Lerninhalt

- Kernzerfall

- Nukleonenstreuung

- Tiefinelastische Streuung

- Quarks, Gluonen und starke Wechselwirkung

- Teilchenerzeugung

- schwache Wechselwirkung

- Austauschbosonen

- Standardmodell

- Kernkraftwerke als Anwendung der Kernspaltung

 

 

Literatur

Povh, B., Rith, K., Scholz, C., Zetsche, F., Teilchen und Kerne : Eine Einführung in die physikalischen Konzepte, 8. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer, 2009

 

Fortgeschrittenenlabor Physik

Art Labor
Nr. EMI1727
SWS 2.0
Lerninhalt

Laborversuche zu folgenden Themen:

- Röntgenstrahlung

- Hall-Effekt

- Elektronenmikroskopie

- Holografie

- Elektronenspinresonanz

- Radioaktivität

Praxisbegleitung

Empfohlene Vorkenntnisse

allgemeinen Studienfortschritt des 5. Semesters

Lehrform Vorlesung/Seminar
Lernziele / Kompetenzen

 

Die Studierenden erhalten in diesem Modul zusätzliche Kompetenzen, deren Motivation unmittelbar an die Erfahrungen im Modul "betriebliche Praxis" anknüpft. Das Fachgebiet "Betriebswirtschaftslehre" erweitert den Horizont der Studierenden von der technischen Sichtweise auf ein Unternehmen hin auf die betriebswirtschaftlichen Aspekte.

Das "Seminar Projektmanagement" befähigt die Studierenden zum Strukturieren von Arbeitsabläufen in Unternehmen.

Das "Betriebspraktische Wahlpflichtfach" ergänzt die Praxisbegleitung.

Die Fakultät behält sich vor, den Katalog verfügbarer Wahlpflichtmodule je nach Verfügbarkeit zu ändern und dies durch Aushang bekannt zu geben.

 

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 180 h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K60 (Betriebswirtschaftslehre), Gewicht 2/4

Refrerat (Seminar Projektmanagement), unbenotet

diverse, siehe Wahlpfichtfachliste (Betriebspraktische Wahlplfichtfächer), Gewicht 2/4

 

alle Lehrveranstaltungen müssen bestanden werden, um das Modul zu bestehen

Leistungspunkte Noten

6 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Christoph Nachtigall

Empf. Semester 5
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengang EP-plus

Veranstaltungen

Betriebswirtschaftslehre

Art Vorlesung
Nr. EMI324
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Grundlagen
  • Unternehmensführung/Management
  • Informationswirtschaft (Externes und internes Rechnungswesen)
  • Finanzierung und Investition
  • Personalwirtschaft
  • Materialwirtschaft
  • Produktionswirtschaft
  • Absatzwirtschaft/Marketing
Literatur

Vahs, D., Schäfer-Kunz, J., Einführung in die Betriebwirtschaftslehre, 5. Auflage, Stuttgart, Schäffer-Poeschel-Verlag, 2007

Betriebspraktische Wahlpflichtfächer

Art Vorlesung
Nr. E+I325
SWS 4.0
Lerninhalt

s. Wahlpflichtfachliste

Literatur

wird in den Lehrveranstaltungen bekannt gegeben

Seminar Projektmanagement

Art Seminar
Nr. EMI235
SWS 2.0
Lerninhalt

Im Rahmen des Seminars Projektmanagement wird eine praxisorientierte Einführung in die
Methoden und Vorgehensweisen des modernen Projektmanagements gegeben. Das Seminar
umfasst im Einzelnen folgende Inhaltspunkte: - Projektmanagement: Definitionen,
Richtlinien, Nutzen Projektmanagement und Projekt Definitionen nach DIN; Determinanten
des Projektmanagement-Erfolgs; Das "Magische Dreieck" des Projektmanagements. -
Projektorganisationsformen Reine Projektorganisation, Projektkoordination, Matrix-
Organisation - Projektlebenszyklus - Projektdefinition - Projektplanung : Kick-off, Erstellen
eines Projektstrukturplans (PSP); Verfahren der Aufwandsschätzung; Termin- und
Ablaufplanung (Gantt-Chart, Meilensteinplan; Netzplantechnik), Ressourcen- und
Kostenplanung; Risikomanagement; Praxisanleitung zur Projektplanung. -
Projektabwicklung/ -controlling : Projektabwicklung, Qualitäts- und Config.-Management);
Techniken zur Erfassung zukunftbezogener IST-Daten; Datenauswertung (Soll-Ist Vergleich;
Earned-Value Analyse(EVA); Meilenstein Trend Analyse (MTA)); Definieren von
Steuerungsmaßnahmen. - Projektabschluss : Produktabnahme; Projektabschlußbericht mit
Abschlussanalyse;Projektabschluss-Meeting (Kick-Out); Feedback zum Projekt. - Kosten des
Projektmanagements - Einführung in MS Projects - praktische Übung im Team -
Arbeitstechniken zur Unterstützung von Projektmanagement: Kreativitätstechniken;
Problemlösungstechniken; Kommunikationstechniken; Verhalten und Steuern von
Besprechungen (Videopräsentation). - Abschlussdiskussion - Feedback der
Seminarteilnehmer

Literatur

Burghardt, M., Einführung in Projektmanagement, 4. Auflage, Erlangen, Publicis MCD Verlag, 2002

Haynes, M., Projektmanagement, 3. Auflage, Menlo Park, Calif., Crisp Learning, 2002

Wischnewski, E., Projektmanagement auf einen Blick, Braunschweig, Wiesbaden, Vieweg, 1993

Betriebspraktische Wahlpflichtfächer

Art Vorlesung
Nr. EMI325
SWS 4.0
Lerninhalt

s. Wahlpflichtfachliste

Literatur

wird in den Lehrveranstaltungen bekannt gegeben

Regelungstechnik

Empfohlene Vorkenntnisse

Lehrveranstaltung Signale und Systeme, Regelungstechnik I 

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Teilnehmer können anhand der Übertragungsfunktion eines dynamischen Systems das damit zusammenhängende Einschwingverhalten herausarbeiten. Sie sind außerdem in der Lage, einschleifige Regelkreise mit algebraischen Verfahren zu entwerfen und auf ihre Stabilität zu untersuchen. Darüber hinaus haben die Teilnehmer ein vielfältiges Repertoire an strukturellen Maßnahmen angehäuft, die über die Standardreglerstruktur hinausgehen und mit denen das Regelkreisverhalten weiter verbesserbar ist. Die erlernten Methoden werden im Labor durch praktische Beispiele gefestigt und verhelfen so den Teilnehmern zu einem besseren Urteilsvermögen über die Güte des Einschwingverhaltens eines Regelkreises.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K60 und Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. habil. Uwe Nuß

Empf. Semester 4
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengang EP-plus

Veranstaltungen

Labor Regelungstechnik

Art Vorlesung/Labor
Nr. EMI255
SWS 2.0
Lerninhalt

Im Labor simulieren Simulation Regelkreise mittels der Software MATLAB (Control System Toolbox) und MATLAB-Simulink und üben einen geeignete Regler zu entwerfen. Dabei werden u.a. folgende Themen behandelt:

  • Frequenzgangmessung einer elektronischern Schaltung (Bode-Diagramm und Ortskurve; Schwingversuch)
  • Empirische Reglerauslegung nach Chien, Hrones und Reswick
  • Reglerauslegung nach dem Frequenzkennlinienverfahren
  • Simulation und Auslegung digitaler Regler (Abtastsysteme, zeitdiskreter PID-Regler)
  • Identifikation dynamischer Systeme mit MATLAB
Literatur

Föllinger, O., Regelungstechnik: Einführung in die Methoden und ihre Anwendung, 11. Auflage, Berlin, Offenbach, VDE Verlag, 2013

Laborumdrucke, Hochschule Offenburg

Regelungstechnik II

Art Vorlesung
Nr. EMI253
SWS 2.0
Lerninhalt

 - Analyse des Strecken- und Regelkreisverhaltens mit Hilfe der Pole und Nullstellen von Übertragungsfunktionen
- Algebraische Stabilitätskriterien
- Vereinfachung des Streckenmodells
- Algebraische Reglerentwurfsverfahren für Standardregler
- Strukturelle Maßnahmen wie Kaskadenregelung, Vorsteuerung und
Störgrößenaufschaltung zur Verbesserung des Regelkreisverhaltens

Literatur

Föllinger, O., Regelungstechnik: Einführung in die Methoden und ihre Anwendung, 13. Auflage, Berlin, Offenbach, VDE Verlag, 2013
Lunze, J., Regelungstechnik 1, 10. Auflage, Berlin, Heidelberg, New York, Springer-Verlag, 2014

Regenerative Energiesysteme

Empfohlene Vorkenntnisse

Vorlesung und Labor "Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 2"

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden kennen die Grundzüge der regenerativen Stromerzeugung und können sie praktisch umsetzen z. B. bei der Planung einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage.

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 180 h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90, Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

6 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Christoph Nachtigall (kommissarisch)

Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengang EP-plus

Veranstaltungen

Regenerative Energiesysteme

Art Vorlesung
Nr. EMI1728
SWS 4.0
Lerninhalt

- Sonnenstrahlung

- Photovoltaik (Funktionsweise von Solarzellen, Herstellung von Solarzellen, elektrische Beschreibung von Solarzellen, Solargeneratoren unter Last, MPP-Tracking, 

- Akkumulatoren

- Wechselrichter

- Planung und Auslegung von Photovoltaikanlagen

- Windkraft (Bauformen, Generatorbauformen, Anlagenkonzepte, Netzbetrieb)

- Wasserkraft (Laufwasserkraftwerke, Speicherwasserkraftwerke, Punpspeicherkraftwerke, Turbinentypen)

- Wasserstofferzeugung

- Methanisierung

- Brennstoffzellen

- Wirtschaftlichkeitsberechnungen

Literatur

Quaschning, V., Regenerative Energiesysteme : Technologie - Berechnung - Simulation, 8. Auflage, München, Hanser, 2013

 

Labor Regenerative Energiesysteme

Art Labor
Nr. EMI1729
SWS 2.0
Lerninhalt

Versuche zu folgenden Themenkomplexen: 

- Wechselrichter

- MPP

- Anlagenauslegung Photovoltaik (auch Simulation)

- Anlagenauslegung Windkraft (Simulation)

- Vergleich verschiedener Solarzellen am Messtand (monokristallin, polykristallin, amorph, CdTe, etc.)

Literatur

Quaschning, V., Regenerative Energiesysteme : Technologie - Berechnung - Simulation, 8. Auflage, München, Hanser, 2013

Richtlinien, Normen und Netzschutztechnik

Empfohlene Vorkenntnisse

Vorlesung Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie 1

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden haben die Grundzüge des Netschutzes von elektrischen Netzen auch bei einem hohen dezentralen Anteil von Stromerzeugungsanlagen kennen gelernt und können sie in der Praxis anwenden. Sie sind darüber hinaus vertraut mit Normen und Richtlinien, die zum Schutze von Menschen und Tieren bei Energieversorgungsanlagen beachtet werden müssen und können sie in der Praxis anwenden.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90

Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Christoph Nachtigall (kommissarisch)

Empf. Semester 6
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengang EP-plus

Veranstaltungen

Netzschutztechnik

Art Vorlesung
Nr. E+I1725
SWS 4.0
Lerninhalt

- Netzschutszeinrichtungen

- Normen und Richtlinien bei elektrischen Energieversorgungseinrichtungen

- Schutz von Personen und Tieren bei elektrischen Einrichtungen

Netzschutztechnik

Art Vorlesung
Nr. EMI1725
SWS 4.0
Lerninhalt

- Netzschutszeinrichtungen

- Normen und Richtlinien bei elektrischen Energieversorgungseinrichtungen

- Schutz von Personen und Tieren bei elektrischen Einrichtungen

Literatur
  • Adolf J.: Elektroenergiesysteme. Erzeugung, Transport, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie. 3. Auflage. Springer, Berlin 2012, ISBN 978-3-642-21957-3.
  • Schossig, Walter; Schossig, Thomas: Netzschutztechnik. 5. Auflage. EW Medien und Kongress GmbH, Frankfurt am Main und VDE-Verlag, Berlin 2016, ISBN 978-3-8022-1137-9 und ISBN 978-3-8007-3927-1.
  • Schossig, Walter: Geschichte der Schutztechnik. VDE, ETG-Mitgliederinformation Juli 2014, S. 31-36, online. Abgerufen am 28. Dezember 2015.
  • Doemeland, Wolfgang; Handbuch Schutztechnik. Grundlagen. Schutzsysteme. Inbetriebsetzung. 6. Auflage Verlag Technik, 1997, ISBN 9783341011874
  • Brechtken, Dirk; Schutz und Selektivität in Niederspannungsanlagen, 2., neu bearbeitete Auflage 2022, ISBN 978-3-8007-5844-9, E-Book: ISBN 978-3-8007-5845-6

Schaltungstechnik

Empfohlene Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

 

- Begreifen des Verstärkers als Grundfunktion der analogen Signalverarbeitung.

- Fähigkeit zur Verhaltensmodellierung mittels Ersatzschaltbildern und Signalflussbildern.

- Beherrschen der Dimensionierung von Transistor- und Operationsverstärkerschaltungen bei gegebenen Anforderungen.

- Begreifen der einsatzabhängigen Funktion, der Genauigkeits- und Geschwindigkeitsanforderungen von Analog-Digital- und Digital-Analog-Wandlern.

- Fähigkeit zum Entwurf und zur Umformung und zur Minimisierung kombinatorischer Schaltungen.

- Verständnis für das Zeitverhalten in digitalen Netzen und Fähigkeit zur Bestimmung des `kritischen Pfads`. 

- Fähigkeit zum Entwurf einfacher synchroner Schaltwerke wie Zähler und Zustandsautomaten mit systematischen Methoden.

- Erlernen der Grundregeln des Entwurfs digitaler Schaltungen.

 

Dauer 2
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 180 h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90, Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

6 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Dirk Jansen

Empf. Semester 3-4
Haeufigkeit jedes 2. Semester
Verwendbarkeit

Studiengang EP-plus

Veranstaltungen

Digitale Schaltungstechnik

Art Vorlesung
Nr. EMI316
SWS 2.0
Lerninhalt

- Grundlagen der Logik, logische Basisfunktionen, Normalformen.
- Kombinatorische Netze, Schaltnetze, statische Logik.
- Digitale Basisschaltungen, TTL, CMOS, innerer Aufbau, Störabstände.
- Minimisierung logischer Netze mit graphischen und rechnerischen Verfahren.
- Isomorphe und nicht- isomorphe Netze.
- Aritmetische kombinatorische Schaltungen (Addierer, Subtrahierer, Multiplizierer).
- Zeitverhalten, kritischer Pfad, Treiberfähigkeit und Belastung.
- Rückkopplung bei Schaltnetzen, Stabilität, Oszillationen.
- Speicherelemente, Flipflops, Register und ihre Behandlung und Anwendung.
- Grundelemente von Zustandsautomaten und ihr systematischer Entwurf.
- Zustandsdiagramm.
- Moore-Automat, Mealey- Automat, sequentielle Schaltwerke

 

Literatur

Jansen, D., Handbuch der Electronic Design Automation, München, Hanser Verlag, 2000

Analoge Schaltungstechnik

Art Vorlesung
Nr. EMI315
SWS 2.0
Lerninhalt

- Verstärkerentwurf: Ideale und reale gesteuerte Quellen zur Modellierung des Verstärkermechanismus`
- Rückgekoppelte Verstärker: Signalflussbild, Schaltung, mathematische Beschreibung
- Differenzverstärker, Operationsverstärker, Fehlerminderung durch Gegenkopplung, idealer - Operationsverstärker,
virtuell- Null- Verfahren, typische Kennwerte kommerzieller Operationsverstärker.
- Schaltungsbeispiele mit Operationsverstärkern: Verstärker mit unterschiedlichen Eigenschaften, Filter,
Messschaltungen; Eigenschaften, Grenzen und Dimensionierungen.
- Stromquellen- und Stromspiegelschaltungen.
- Analog/Digital- und Digital/Analogwandler: Prinzipieller Aufbau in Abhängigkeit von Genauigkeit und
Geschwindigkeit; Verstehen der Spezifikationen, Schnittstellen und Zahlenformate; Kosten- und leistungsgerechte
Bausteinauswahl.

 

Literatur

Tietze U., Schenk C., Gamm E., Halbleiter-Schaltungstechnik, 15. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer Vieweg, 2016

Labor Schaltungstechnik

Art Labor
Nr. EMI224
SWS 2.0
Lerninhalt

Das Schaltungstechnik Labor enthält Versuche sowohl für den Bereich der Analogen- wie auch Digitalen Schaltungstechnik. Der Student bearbeitet in Gruppen zu 2 Studenten 6 Versuche aus folgender Auswahl: Kombinatorische Schaltungen: Aufbau Inverter, Stromaufnahme, Übertragungsverhalten, Störabstand, 2-Bit Addierer, Durchlaufzeit, Logikserie CMOS Differenzverstärker: Simulation eines Differenzverstärkers mit dem Programm PSPICE, Gegentakt und Gleichtaktverstärkung, Frequenzgang, Stabilität, Überragungsverhalten. Operationsverstärker: Messung Übertragungskennlinie, Verstärkung, Eingangsoffsetspannung, Frequenzgang des realen Verstärkers für unterschiedliche Verstärkungen, Aufbau eines 2 poligen aktiven Filters mit dem Operationsverstärker und Messung des Übertragungsverhaltens. Programmierbare Logik: Entwurf der kombinatorischen Schaltung eines Vergleichers und der sequentiellen Schaltung eines kaskadierbaren Dezimalzählers bis `99` mit Enable, synchronem Reset und Carry. Programmierung und Funktionsnachweis auf GAL-Logikbausteinen. A/D-Wandler: Vermessung eines D/A-Wandlers auf Linearität und Restfehler. Aufbau eines A/D-Wandlers
nach dem Verfahren der `successive Approximation`. Basisversuche zum Abtasttheorem. Abtastung eines Signals. Phasenregelkreis: Aufbau eines PLL mit unterschiedlichen Phasendetektoren. Untersuchung des Verhaltens im Zeit- wie im Frequenzbereich. Folgeverhalten, Einrastverhalten, Stabilität. Dimensionierung der Regelparameter. Aufbau eines PLL als Synthesizer. SMD- Technologie: Aufbau einer kleinen Schaltung im SMD-Labor mit SMD-Bausteinen an einem Vakuum- Bestückungsplatz. Reflow- Lötvorgang, Qualitätssicherung unter dem Stereo-Mikroskop, Inbetriebnahme. Der Versuch vermittelt den kompletten SMD- Fertigungsvorgang für moderne Elektronik. FPGA- Entwurf eines Frequenzzählers: Auf einem Logikentwurfssystem für FPGAs (ALTERA-MAX II ) wird die Schaltung eines Frequenzzählers ergänzt und in wesentlichen Komponenten digital simuliert. Das Gesamtsystem wird in einen FPGA gebrannt und in Funktion demonstriert. ECL-Technik: Die Besonderheiten der Emitter Coupled Logic werden untersucht. Messtechnik mit Leitungsabschluss, Logikschaltungen, ECL- Zähler bis 150 MHz. Pegel und Störabstände. Impulsmesstechnik. Umgang mit einem hochwertigen Samplingoszillographen.

 

Literatur
  • Goßner, S., Grundlagen der Elektronik: Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Shaker -Verlag, 2008
  • Zastrow, D., Elektronik, Springer-Verlag, 12. Auflage, 2014
  • Tietze U., Schenk C., Gamm E., Halbleiter-Schaltungstechnik, 15. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer Vieweg, 2016
  • Fricke, K.: Digitaltechnik. Wiesbaden: Vieweg+Teubner, 2009, 6. Auflage
  • Woitowitz, R.; Urbanski, K.; Gehrke, W.: Heidelberg: Springer Verlag, 2011
  • Biere, A.; Kröning, D.; Weissenbacher, G.; Wintersteiger, Ch. M.: Digitaltechnik – Eine praxisnahe Einführung. Heidelberg: Springer Verlag, 2008
  • Reichardt, J.: Lehrbuch Digitaltechnik. Eine Einführung mit VHDL. München: Oldenbourg Verlag, 2013
  • Wöstenkühler, G.: Grundlagen der Digitaltechnik, Elementare Komponenten, Funktionen und Steuerungen. München, Wien: Carl Hanser Verlag, 2012
  • Liebig, H.: Logischer Entwurf digitaler Systeme (4. Auflage). Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag, 2006 – ISBN-10 3-540-26026-9
  • Best, R.: Phase-Locked Loops: Design, Simulation and Applications, McGraw-Hill Education, 2009

Signale, Systeme und Regelkreise

Empfohlene Vorkenntnisse

komplettes Grundstudium

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

 

Der Absolvent beherrscht die mathematische Beschreibung des Durchgangs determinierter Signale durch lineare, zeitinvariante Systeme im zeitkontinuierlichen als auch im zeitdiskreten Bereich und, darauf aufbauend, die Grundlagen der linearen Regelungstechnik als Basiswissen für alle Ingenieure.

 

Dauer 1
SWS 8.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 120 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 120 h
Workload 240 h
ECTS 8.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90  im Fach Signale und Systeme (Gewicht 4/8)

Klausur K90 im Fach Regelungstechnik I (Gewicht 4/8)

zum Bestehen des Moduls müssen beide Klausuren bestanden sein

Leistungspunkte Noten

8 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Peter Hildenbrand

Empf. Semester 3
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengang EP-plus

Veranstaltungen

Regelungstechnik I

Art Vorlesung
Nr. E+I228
SWS 4.0
Lerninhalt

- Einführung in die Regelungstechnik; Grundbegriffe und Beispiele; charakteristische Eigenschaften von Regelkreisen.

- Mathematische Beschreibung grundlegender linearer Übertragungsglieder; Differentialgleichungen und Übertragungsfunktionen; Einführung des Frequenzgangs; Darstellung von Frequenzgängen als Ortskurve und im Bodediagramm; Frequenzgänge zusammengesetzter Übertragungsglieder.

- Grundlegende Anforderungen an eine Regelung; Auswahl und optimale Einstellung von Reglern vom PID-Typ mit Methoden im Zeitbereich und Frequenzbereich; unterlagerte Regelungen; Hinweise auf nichlineare
Regler.

Literatur

• Regelungstechnik, Föllinger, O. (Hüthig Buch Verlag, 1990)

Signale und Systeme

Art Vorlesung
Nr. EMI227
SWS 4.0
Lerninhalt

1. Fourier-Transformation
- Orthogonale und orthonormale Funktionen, endliche und unendliche Fourier-Reihe
- Bestimmung der Fourier-Koeffizienten: Minimierung der Norm des Fehlersignals
- Gibbs'sches Phänomen; Amplituden- und Phasenspektrum
- Übergang zur Fourier-Transformation: Amplitudendichtespektrum
- Einführung der Distribution Dirac- Impuls
- Linearität, Zeitverschiebung, Ähnlichkeitssatz, Nullwertsätze, Parseval'sche Gleichung
- Faltung zweier Zeitfunktionen, graphische Veranschaulichung
- Systembeschreibung: Impulsantwort, Sprungantwort, Faltungsintegral, komplexer Frequenzgang

2. Laplace-Transformation
- Einführung in die Laplace-Transformation; Eigenschaften und Rechenregeln
- Rechnen im Bildbereich;  Hin- und Rücktransformation
- Anwendung der LP-Transformation auf gewöhnliche Differentialgleichungen mit konstanten Koeffizienten
- Rechnen mit Delta- und Sprungfunktionen
- Übertragungsfunktionen und Frequenzgänge linearer kontinuierlicher Übertragungssysteme

3. Z-Transformation
- Lineare Abtastsysteme;  Definition und Begriffe
- Rechenregeln der Z-Transformation; Hin- und Rücktransformationen
- Lösung der Differenzengleichungen

 

Literatur

Föllinger O., Laplace- und Fourier-Transformation, 10. Auflage, Berlin, Offenbach, VDE-Verlag, 2011

Werner, M., Signale und Systeme, Lehr- und Arbeitsbuch mit MATLAB-Übungen und Lösungen, 3. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2008

Doetsch G., Anleitung zum praktischen Gebrauch der Laplace-Transformation und der Z-Transformation, 6. Auflage, München, Wien, Oldenbourg Verlag, 1989

 

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