Elektrische Energietechnik / Physik (auslaufend)

Modulhandbuch

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Elektrische Energietechnik / Physik (EP)

PO-Version [  20152  ]

Atomphysik

Empfohlene Vorkenntnisse

keine

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Der Absolvent versteht die Grundzüge der Atomphysik und der Quantenmechanik. Einfache Probleme können selbständig gelöst werden.

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 75 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 75 h
Workload 150 h
ECTS 7.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90, Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Christoph Nachtigall

Empf. Semester 1
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EPp, EP

Veranstaltungen

Atomphysik

Art Vorlesung
Nr. EMI1704
SWS 4.0
Lerninhalt

1 Einleitung
2 Quantentheorie und Atommodelle

2.1 Die Plancksche Quantenhypothese

2.2 Photoelektrisches Experiment

2.3 Elektronenvolt

2.4 Compton-Effekt

2.5 Welle-Teilchen-Dualismus

2.6 De-Broglie-Wellenlänge


3. Atommodelle

3.1 Thompsonsches Atommodell

3.2 Rutherfordsches Atommodell

3.3 Bohrsches Atommodell

3.4 Franck-Hertz-Versuch


4. Quantenmechanik

4.1 Die Wellenfunktion

4.2 Youngs Doppelspaltexperiment

4.3 Heisenbergsche Unschärferelation

4.4 Die Schrödingergleichung

4.5 Freie Teilchen

4.6 Teilchen im unendlich tiefen Potentialtopf

4.7 Teilchen im endlichen Potentialtopf

4.8 Tunneln durch eine Potentialbariere


5. Quantenmechanik von Atomen

5.1 Die Wellenfunktion des Wasserstoffatoms

5.2 Spin


6. Quantenmechanik komplexer Atome

6.1 Das Pauli-Prinzip

6.2 Röntgenstrahlung

6.3 Magnetisches Moment und Gesamtdrehimpuls

6.4 Hyperfeinstruktur


7. Einige Experimente und Effekte

Literatur

Mayer-Kuckuk, T., Atomphysik. Eine Einführung, 5. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 1997

Haken, H., Wolf, H. C., Atom- und Quantenphysik. Einführung in die experimentellen und theoretischen Grundlagen, 8. Auflage, Berlin, Heidelberg, New York, Springer, 2004

Giancoli, D. C., Physik. Lehr- und Übungsbuch, 3. Auflage, München, Pearson, 2009

Labor Physik 3

Art Seminar/Labor
Nr. EMI1705
SWS 1.0
Lerninhalt

Laborversuche zur Atomphysik:

- Franck-Hertz-Versuch

- e/m-Bestimmung

- Röntgenröhre

- Bestimmung des Planckschen Wirkungsquantums

Literatur

Mayer-Kuckuk, T., Atomphysik. Eine Einführung, 5. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 1997

Haken, H., Wolf, H. C., Atom- und Quantenphysik. Einführung in die experimentellen und theoretischen Grundlagen, 8. Auflage, Berlin, Heidelberg, New York, Springer, 2004

Giancoli, D. C., Physik. Lehr- und Übungsbuch, 3. Auflage, München, Pearson, 2009

Chemie und Werkstoffe

Empfohlene Vorkenntnisse

keine

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden sollen den Aufbau der Materie und deren grundlegende Eigenschaften auch auf atomistischem Niveau verstehen. Damit sollen sie in der Lage sein, kompetente Entscheidungen zu treffen bei der Auswahl von Werkstoffen und im Umgang mit Chemikalien, die im Arbeitsleben von Ingenieuren auftreten können.

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

Klausur K60 im Fach Chemie (Gewicht 3/5)

Klausur K60 im Fach Werkstoffe (Gewicht 2/5)

Beide Prüfungen müssen bestanden werden.

Leistungspunkte Noten

Chemie: 3 CP

Werkstoffe: 2 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Christoph Nachtigall

Empf. Semester 1
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EPp, EP

Veranstaltungen

Werkstoffe

Art Vorlesung
Nr. E+I208
SWS 2.0
Lerninhalt

ATOMAUFBAU: Grundlagen; Atomkern; Atomhülle; Bohrsches Atommodell;
Quantenmodell; Pauli-Prinzip; Periodensystem

FESTKÖRPER: Chemische Bindungsarten; Aufbau des Festkörpers; Einkristalliner u. polykristalliner Zustand; Amorpher Zustand; Kristalldefekte

ZUSTANDSDIAGRAMME: Phasen; Systeme; Diffusion

MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN:Spannungs-Dehnungs-Diagramm; Härte; Dynamische Beanspruchung

DAS BÄNDERMODELL DES FESTKÖRPERS METALLE: Das Ohmsche Gesetz; Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit; Spezifischer Widerstand von Legierungen

HALBLEITER: Eigenleitung; Störstellenleitung; Temperaturabhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit; Supraleitung; Halleffekt

ISOLIERSTOFFE: Polarisierbarkeit; Ferroelektrizität; Piezoelektrizität

MAGNETISMUS: Dia-, Para-, Ferromagnetismus; Magnetisierungskurve

OPTISCHE EIGENSCHAFTEN: Fotoeffekt

EXPERIMENTELLER TEIL: Computergesteuerter Zugversuch; Kerbschlagversuch; Polarisation des Lichtes; Fotoelastizität

Literatur

Dr. Hoischen, H., Prof. Dr. Fritz, A., Technisches Zeichnen: Grundlagen, Normen, Beispiele,
Darstellende Geometrie
, 34. Auflage, Berlin, Cornelsenverlag, 2014

Kurz, U., Wittel, H., Böttcher/Forberg Technisches Zeichnen, 25. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2011

Gomeringer, R., Menges, V., Scholer C., Heinzler, M., Näher F., Stephan A., Kilgus R., Oesterle S., Wieneke F., Tabellenbuch Metall, 46. Auflage,Haan-Gruiten, Europa Lehrmittel Verlag, 2014

Bartenschlager, J., Oesterle, S., Dillinger, J., Reißler, L., Escherich, W., Stephan A., Günter, W., Vetter, R.,
Dr. Ignatowitz E., Wieneke, F., Fachkunde Metall, 57. Auflage, Haan-Gruiten, Europa Lehrmittel Verlag, 2013

Chemie

Art Vorlesung
Nr. M+V803
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Atome: Aufbau, Isotope, Modelle 
  • Periodensystem der Elemente: Perioden und Gruppen, Periodizität der Eigenschaften: Metallcharakter, Ionisierungsenergie, Elektronegativität 
  • Kernreaktionen: Radioaktivität: natürliche und künstliche, Zerfallskinetik, Kernreaktionen, Kernspaltung, Kernfusion 
  • Chemische Bindung: Atombindung: Einfach-, Doppel-, Dreifachbindung, polare Atombindung, Ionenbindung, Metallbindung, zwischenmolekulare Bindungen 
  • Aggregatzustände: Gasförmiger Zustand: ideale u. reale Gase,
    Flüssiger Zustand: Verdampfungsprozess, Siede- und Gefrierpunkt,
    Fester Zustand: Kristallgitter 
  • Thermodynamik, Kinetik chemischer Reaktionen: Energetik chemischer Reaktionen, Aktivierungsenergie, Reaktionsgeschwindigkeit 
  • Stöchiometrie: chemische Formeln und Molekulargewicht, Stoffmenge
    und Avogadrokonstante, Molvolumen, Reaktionen in Lösung, chemische
    Reaktionsgleichungen, stöchiometrische Massenberechnungen 
  • Chemisches Gleichgewicht: Massenwirkungsgesetz, Prinzip vom
    kleinsten Zwang 
  • Säuren und Basen: Ionenprodukt des Wassers, pH-Wert, Säure- und
    baseverhalten, Säure- und Basegleichgewichte: pH-Wert-Berechnungen 
  • Redoxreaktionen 
  • Elektrochemie: Elektrolyse, Galvanische Zelle, Korrosion 
  • Ausgewählte Anwendungsbeispiele
Literatur
  • Chemie, C.Mortimer, U. Müller (Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 2003)
  • Chemie für Ingenieure, Vinke, Marbach (Oldenbourg, 2013)

 

Elektrotechnik 1

Empfohlene Vorkenntnisse

Vektorrechnung, Infinitesimalrechnung

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Das Modul vermittelt die physikalischen Grundlagen der Elektrotechnik, sozusagen das Handwerkszeug für das Studium. So wird vermittelt, welche Gesetze beim Fließen eines elektrischen Stromes gelten und welche Eigenheiten Materialien dabei zeigen. Es wird veranschaulicht, dass Ladungen und Ströme elektrische und magnetische Felder erzeugen können. Ihre Wirkung zeigt sich zum Beispiel bei Kondensatoren, Spulen, Motoren, Generatoren, Kommunikationssystemen und vielen weiteren Anwendungen. Die grundlegenden Zusammenhänge der Feldgrößen werden vermittelt und mathematisch beschrieben. Gute Kenntnisse der Inhalte dieses Moduls sind Voraussetzung für ein erfolgreiches Studium.

Dauer 1
SWS 6.0
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. Ing. Werner Reich

Empf. Semester 1
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EPp, EP

Veranstaltungen

Elektrotechnik 1

Art Vorlesung/Übung
Nr. E+I1703
SWS 6.0
Lerninhalt

 

Netzwerke - Berechnungen nach Kirchhoff, Strom-/Spannungsquellen-Ersatzschaltungen -

Energie, Leistung Strömungsfelder - Strom, Stromdichte, Feldstärke - Spannung, elektrisches

Potential, Berechnung von Strömungsfeldern Elektrische Felder - Ladung, Potential,

Spannung - Energie und Kräfte im elektrischen Feld - Berechnung von symmetrischen

Feldern - Überlagerung von Feldern - Kapazitätsberechnungen Magnetische Felder -

Magnetische Induktion, magn. Fluss, magn. Umlaufspannung - Magnetische Felder in Luft

und Eisen - Induktionsgesetz, Selbstinduktion - Bewegte Ladungen im magn. Feld - Kräfte

im magn. Feld

 

Literatur

Zastrow D., Elektrotechnik, 19. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2014

Weißgerber W., Elektrotechnik für Ingenieure 1, 10. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2015

Meins J., Scheithauer R., Weidenfeller H., Frohne H., Löcherer K.-H., Müller H., Moeller Grundlagen der Elektrotechnik, 20. Auflage, Stuttgart, Leipzig, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2005

 

Elektrotechnik 2

Empfohlene Vorkenntnisse

Vorlesung Elektrotechnik 1

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Der Teilnehmer erwirbt das grundlegende Verständnis für die Beschreibung von linearen Schaltungen und einfachen Systemen. Er lernt das Verhalten der Basisbauelemente Widerstand, Kondensator und Spule kennen und beherrscht die Wirkungsweise einfacher Kombinationen dieser Elemente, also einfache Filter und Schwingkreise als Funktion der Frequenz. Er vermag Sinussignale in komplexer Form sowie beliebige periodische Signale als Sinussignale mit Hilfe Fourierreihenentwicklung zu beschreiben, und er überblickt die Beeinflussung der Signale durch lineare Schaltungen. In Laborversuchen wird das in Vorlesung und Übung erarbeitete Wissen real zugänglich. Insbesondere wird dadurch das Verständnis für das Verhalten realer Bauteile und Schaltungen vertieft.

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 120 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90 und Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

7 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Ing. Seven Meier

Empf. Semester 2
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EPp, EP

Veranstaltungen

Elektrotechnik 2

Art Vorlesung/Übung
Nr. EMI1709
SWS 6.0
Lerninhalt

1. Beschreibung von Wechselgrößen

2. Vom Zeigerdiagramm zur komplexen Darstellung von Strömen und

Spannungen

3. Sinusförmige Ströme und Spannungen an Widerstand, Spule und

Kondensator, sowie einfache Netzwerke

4. Schwingkreise und Filter

5. Beschreibung linearer Schaltungen mit Vierpolparametern 6.

Fourierreihenentwicklung

7. Dreiphasensysteme

 

Literatur

Weißgerber, W., Elektrotechnik für Ingenieure 2, Wiesbaden, Vieweg, 2000

Meins, J., Scheithauer, R., Weidenfeller, H., Frohne, H., Löcherer, K.-H., Müller, H., Moeller Grundlagen der Elektrotechnik, 20. Auflage, Stuttgart, Leipzig, Wiesbaden, Vieweg+Teubner, 2005

 

Embedded Systems

Empfohlene Vorkenntnisse

Vorlesung Elektrotechnik 1

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Der Teilnehmer beherrscht die hardwarenahe Programmierung von Mikrocontrollern in Interaktion mit der angesteuerten Peripherie.

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, Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Daniel Fischer

Empf. Semester 2
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EPp, EP

Veranstaltungen

Embedded Systems

Art Vorlesung
Nr. EMI231
SWS 2.0
Lerninhalt

Befehlsstrukturen und –verarbeitung in Mikroprozessoren Adressierung der 80x86-Prozessoren Assembler-Source-Code erstellen und umsetzen in Objectcode und ausführbare Dateien Verbindung zum Betriebssystem durch Interrupts Zyklische und verzweigte Programme Flags Stackoperationen Logische und arithmetische Befehle Makros und Prozeduren Periphere Anbindung mit IN und OUT Textausgaben Adressierungsarten Aufbau von Mikrocontrollern Register, RAM, EEPROM, Flash Ports und Peripherie Systementwicklung Tools zum effektiven Arbeiten mit Embedded Systems

 

Literatur

Uhlenhoff, A., Mikrocontroller Werkzeugkasten HC12, Aachen, Shaker Verlag, 2002

Heiß, P., PC Assemblerkurs, Heise-Verlag, 1994

Labor Embedded Systems

Art Labor
Nr. EMI232
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Vorbereitende Arbeiten
  • Einrichten einer IDE auf dem PC
  • Anwendung der in der VL erlernten Befehle
  • Ausführbare Dateien direkt erstellen, also ohne Übersetzungshilfen
  • Untersuchung der EXE-Dateien in Hexadezimaldarstellung
  • Echtzeitanwendungen
  • Textverarbeitung Embedded Systems
  • Vollständiger Aufbau eines eigenen Embedded Systems (das vom Studierenden käuflich erworben werden kann)
  • Aufbringen eines Bootloaders und eines Betriebssystems
  • Verbinden mit einem PC und Datenkommunikation einrichten
  • Analoge und digitale Schnittstellen in Programme einbinden
  • Zusatzhardware integrieren
  • Stand-alone-System aufbauen
  • Tools kennen lernen

 

Literatur

Laborumdrucke, Hochschule Offenburg, 2019

Ingenieur-Informatik

Empfohlene Vorkenntnisse

keine

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

- Grundlegende Konzepte der prozeduralen Programmierung und Modellierung kennen und anwenden können

- Selbständige Erstellung, Inbetriebnahme, Test und Dokumentation von modularen Programmen

- Den Umgang mit einer integrierten Entwicklungsumgebung (Editor, Compiler, Linker, Debugger, Projektverwaltung, Wizard) beherrschen

- Entwurf eines prozeduralen Softwaresystems mittels Strukturdiagrammen durchführen können

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 und Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Daniel Fischer

Empf. Semester 1
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EPp, EP

Veranstaltungen

Labor Ingenieur - Informatik

Art Labor
Nr. EMI204
SWS 2.0
Lerninhalt

Implementierung exemplarischer Programme
- Operatoren und Konstanten
- Console Input/Output
- Kontrollstrukturen (Sequenz, Schleife, Abfrage) und strukturierte Programmierung
- Komplexe Datentypen
- Übergabeparameter (Call by Value und Call by Reference)
- File Input/Output mit Comma-Separated-Values Dateien (*.csv)
- Fakultätsberechnung mittels rekursiver Funktion
- Sortieren mit Bubblesort
- Dynamisches Memorymanagement und Pointerarithmetik
- Towers of Hanoi (rekursiver Algorithmus)

Literatur

Wolf, J., C-Programmierung verständlich erklärt, Bonn, Galileo Computing, 2010
Helmut, E., C Programmieren von Anfang an, 15. Auflage, Reinbek bei Hamburg, Rowohlt-Taschenbuch-Verlag, 2008
Ernst, H., Schmidt J., Beneken G., Grundkurs Informatik, 5. Auflage, Wiesbaden, Springer Vieweg, 2015
RRZN: Standard-C-Programmierung, 2. Auflage, Leibniz Universität Hannover, 2011

 

Ingenieur-Informatik

Art Vorlesung
Nr. EMI203
SWS 2.0
Lerninhalt

- Informationsdarstellung und Zahlensysteme
- Einführung Bool`sche Algebra
- Prozedurale Programmierung in C
- Aufbau eines C Programms (Dateien, Funktionen, Header, Variablen)
- Console Input/Output - Operatoren und Konstanten
- Kontrollstrukturen (Sequenz, Schleife, Abfrage) und strukturierte Programmierung
- Structure Charts, Nassi-Shneiderman Diagramme und Flußdiagramme
- Komplexe Datentypen (Arrays, Structs, Unions, Bitfields, Enumerations)
- Zeiger auf primitive und komplexe Datentypen
- Übergabeparameter (Call by Value und Call by Reference)
- File Input/Output und gängige Datenformate
- Dynamisches Memorymanagement
- Präprozessor
- Zeitfunktionen und deren Anwendung
- Grundlegende Algorithmen (Sortieren und Suchen)
- Rekursive Programmierung
- Modularisierung mittels Dynamic Link Libaries (DLL)
- Dokumentation mit doxygen
- Einführung Software Testing

Literatur

Wolf, J., C-Programmierung verständlich erklärt, Galileo Computing, 2010
Helmut, E., C Programmieren von Anfang an, 15. Auflage, Reinbek bei Hamburg, Rowohlt-Taschenbuch-Verlag, 2008
Ernst, H., Schmidt J., Beneken G., Grundkurs Informatik, 5. Auflage, Wiesbaden, Springer Vieweg, 2015
RRZN: Standard-C-Programmierung, 2. Auflage, Leibniz Universität Hannover, 2011

Mathematik 2

Empfohlene Vorkenntnisse

Vorlesung Mathematik 1

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden beherrschen die mathematischen Grundlagen des Rechnens mit Funktionen auch von mehreren Veränderlichen, des komplexen Rechnens und können gewöhnliche Differentialgleichungen lösen. Die Studierenden können das Gelernte in natur- und ingenierwissenschaftlichen Fächern anwenden.

Dauer 1
SWS 8.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90 h
Workload 180 h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90

Leistungspunkte Noten

6 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. nat. Michael Schmidt

Empf. Semester 2
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EPp, EP

Veranstaltungen

Mathematik 2

Art Vorlesung/Übung
Nr. EMI1706
SWS 8.0
Lerninhalt

- Differentialrechnung für Funktionen mehrerer Veränderlicher

- Integralrechnung für Funktionen mehrerer Veränderlicher

- Komplexes Rechnen

- Reihen (Zahlenreihen, Potenzreihen, Taylor-Reihen, Fourier-Reihen)

- Gewöhnliche Differentiagleichungen

Literatur

Papula L., Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band1 : Ein Lehr- und
Arbeitsbuch für das Grundstudium
, 13 .Auflage, Vieweg+Teubner Verlag, 2011

Papula L., Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 2 : Ein Lehr- undArbeitsbuch für das Grundstudium, 13. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner Verlag, 2012

Papula L., Mathematische Formelsammlung: für Ingenieure und Naturwissenschaftler, 10. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner Verlag, 2009

Papula L., Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Klausur- und Übungsaufgaben :
632 Aufgaben mit ausföhrlichen Lösungen zum Selbststudium und zur
Prüfungsvorbereitung
, 4. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner Verlag, 2010

Mathematik I

Empfohlene Vorkenntnisse

Schulmathematik

Lehrform Vorlesung/Übung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden beherrschen die mathematischen Grundlagen des Rechnens mit Funktionen einer Veränderlichen und können sie in natur- und ingenierwissenschaftlichen Fächern anwenden.

Dauer 1
SWS 8.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90h
Workload 180h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90

Leistungspunkte Noten

6 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. nat. Michael Schmidt

Empf. Semester 1
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengang EP-plus, EP, EI, EI+, MK, MK+

Veranstaltungen

Mathematik 1

Art Vorlesung/Übung
Nr. EMI1701
SWS 8.0
Lerninhalt

 

1. Mathematische Logik, Mengen, Zahlsysteme

2. Funktionen einer Veränderlichen

3. Lineare Algebra

4. Vektoralgebra

5. Grenzwerte von Folgen und Stetigkeit

6. Differentialrechnung von Funktionen einer Veränderlichen

7. Integralrechnung von Funktionen einer Veränderlichen

 

Literatur

Papula L., Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band1 : Ein Lehr und Arbeitsbuch für das Grundstudium, 14. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner Verlag, 2014

Papula L., Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 2 : Ein Lehr- und Arbeitsbuch für das Grundstudium, 14. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner Verlag, 2015

Papula L., Mathematische Formelsammlung: für Ingenieure und Naturwissenschaftler, 11. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner Verlag, 2014

Papula L., Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Klausur- und Übungsaufgaben: 632 Aufgaben mit ausführlichen Lösungen zum Selbststudium und zur Prüfungsvorbereitung, 4. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner Verlag, 2010

Mechanik

Empfohlene Vorkenntnisse

keine

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden lernen, grundlegende physikalische Probleme auf dem Gebiet der Mechanik zu analysieren und zu lösen. Dazu gehört das Erkennen von Zusammenhängen, die Anwendung von Gesetzmäßigkeiten und das Beherrschen verschiedener Methoden der Beschreibung und Modellbildung physikalischer Vorstellungen.

Dauer 1
SWS 7.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90h
Workload 180h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90, Laborarbeit

Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Christoph Nachtigall

Empf. Semester 1
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EPp, EP

Veranstaltungen

Mechanik (Physik 1)

Art Vorlesung/Übung
Nr. EMI1702
SWS 6.0
Lerninhalt

1 Einführung

1.1 Physikalische Größen

1.2 Einheitensystem

1.3 Vorsilben

1.4 Vektoren

2 Mechanik

2.1 Kinematik des Massenpunktes

2.2 Dynamik

2.3 Arbeit, Energie und Leistung

2.4 Stoß

2.5 Rotation starrer Körper

2.6 Mechanik starrer Körper

2.7 Ausgewählte Kapitel der Eigenschaften von Flüssigkeiten und Gasen

2.8 Strömungen realer Flüssigkeiten und Gase

Literatur

Hering, E., Martin, R., Stohrer, M., Physik für Ingenieure, 11. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer Berlin 2012

Giancoli, D. C., Physik, 3. Auflage, München [u.a.], Pearson, 2006

 

 

 

Labor Physik 1

Art Labor
Nr. E+I1711
SWS 1.0
Lerninhalt

Auswahl von Laborversuchen aus der Mechanik, z. B.

Steinerscher Satz

Torsionsmodul

Federpendel, Federkonstante

Schiefer Wurf, Hochgeschwindigkeitskamera

Literatur

Walcher, W., Praktikum der Physik, 9. Auflage, Wiesbaden, Teubner, 2009

 

Labor Physik 1

Art Labor
Nr. EMI1711
SWS 1.0
Lerninhalt

Auswahl von Laborversuchen aus der Mechanik, z. B.

Steinerscher Satz

Torsionsmodul

Federpendel, Federkonstante

Schiefer Wurf, Hochgeschwindigkeitskamera

Literatur

Walcher, W., Praktikum der Physik, 9. Auflage, Wiesbaden, Teubner, 2009

 

Messtechnik und Elektronik

Empfohlene Vorkenntnisse

keine

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

- Erfassen einfacher Messproblematiken für elektrische Größen.

- Die Studierenden sind zur qualitativen Erkennung und quantitativen Erfassung von Messfehlern befähigt.

- Unterscheidungsfähigkeit bezüglich geeigneter und ungeeigneter Messverfahren.

- Die Studierenden können elektronische Schaltungen mit nichtlinearen Bauelementen beschreiben und analysieren.

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, Klausurarbeit

Leistungspunkte Noten

6 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dipl.-Ing. Peter Gröllmann

Empf. Semester 2
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EPp, EP

Veranstaltungen

Messtechnik

Art Vorlesung
Nr. EMI310
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Was ist Messen?
  • Signalflussbilddarstellung idealer und realer Messprozesse
  • Mathematische Fehlerbeschreibung, systematische und zufälligeFehler; Fehlerfortpflanzung

Spannungs- und Strommessung:

  • Anzeigefehler, Belastungsfehler
  • Innenwiderstände
  • Widerstandsmessmethoden und ihre Fehler

Brückenschaltungen:

  • Abgleichbrücke zur Widerstandsmessung
  • Ausschlagbrücke in der Sensorik
  • Belastungsfehler.

 

Literatur

Mühl T., Einführung in die elektrische Messtechnik, 2. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner-Verlag, 2006

 

Elektronik

Art Vorlesung
Nr. EMI311
SWS 2.0
Lerninhalt

- Dioden: Nichtlineares Verhalten, linearisierte Kleinsignalbeschreibung,
differentieller Widerstand, Anwendungen.

- Zenerdioden: Spannungsstabilisierungs- und Spannungsbegrenzungsschaltungen.

- Transistoren: Modell als nichtlineare gesteuerte Quelle, Linearisierung.
Grundschaltungen, Arbeitspunkteinstellung und Empfindlichkeit; Gegenkopplung.
Kleinsignalverstärkung, Eingangs- und Ausgangs- Widerstand, Belastungseffekte.                                 Mehrstufige Verstärker.

- Transistor als Schalter: Funktion, Ansteuerung, Schaltverluste, Schaltzeiten.
Anwendungen in der Digitaltechnik und Leistungselektronik.

- Verlustleistung und thermische Auslegung: Wärmeumsatz, Wärmewiderstand,
Kühlung und Kühlkörperdimensionierung.

 

Literatur

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

Labor Messtechnik und Elektronik

Art Labor
Nr. EMI312
SWS 2.0
Lerninhalt

Laborversuche zu folgenden Themen:

  • Messen mit dem Digitalen Multimeter, Fehleranalyse, belastete Messobjekte
  • Abgleich- und Ausschlagbrücken zur Widerstandsbestimmung; Leistungsanpassung
  • Messen zeitveränderlicher Größen mit dem Oszilloskop
  • Ideale Kondensatoren und Filter
  • Frequenzabhängige Netzwerke (Wien-Brücke und Serienschwingkreis)
  • Grundschaltungen mit bipolaren Transistoren

 

Literatur

Mühl T., Einführung in die elektrische Messtechnik, 2. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner-Verlag, 2006

Optik und Thermodynamik

Empfohlene Vorkenntnisse

Vorlesung Mechanik

Labor Physik I

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden lernen, grundlegende physikalische Probleme auf dem Gebiet der Optik und der Thermodynamik zu analysieren und zu lösen. Dazu gehört das Erkennen von Zusammenhängen, die Anwendung von Gesetzmäßigkeiten und das Beherrschen verschiedener Methoden der Beschreibung und Modellbildung physikalischer Vorstellungen.

 

Dauer 1
SWS 5.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 75 h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 75 h
Workload 150 h
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K90

Laborabeit

Leistungspunkte Noten

5 CP

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Christoph Nachtigall

Empf. Semester 2
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengänge EPp, EP

Veranstaltungen

Optik und Thermodynamik (Physik 2)

Art Vorlesung
Nr. EMI1707
SWS 4.0
Lerninhalt

Schwingungen und Wellen

- Freie ungedämpfte Schwingung

- Freie gedämpfte Schwingung

- Erzwungene Schwingung

- Gekoppelte Pendel

- Wellen (Wellengleichung, Doppler-Effekt, Interferenz, Stehende Wellen)

Optik

- Geometrische Optik (Reflexion, Brechung)

- Brechung an einer Linse (Linsenschleiferformel, Gaußsche Abbildungsgleichung, Dicke Linsen, Linsensysteme)

- Optische Instrumente

- Wellenoptik

Thermodynamik

- Allgemeine Zustandsgleichung idealer Gase

- Hauptsätze der Thermodynamik

- Phasenumwandlungen

- Kreisprozesse

Literatur

Hering, E., Martin, R. Stohrer, M., Physik für Ingenieure, 11. Auflage, Berlin, Heidelberg, 2012 Springer

Giancoli, D. C., Physik, 3. Auflage, München [u.a.], Pearson, 2006

 

Labor Physik 2

Art Labor
Nr. E+I1708
SWS 1.0
Lerninhalt

Ausgewählte Versuche auf dem Gebiet der Optik und der Thermodynamik, z. B.

- Bestimmung der Brennweiter dünner Linsen

- Gitterspektrometer

- Infrarotkamera

- Wärmekapazität von Eis

Literatur

Walcher, W., Praktikum der Physik, 9. Auflage, Wiesbaden, Teubner, 2009

 

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