Elektrotechnik/Informationstechnik PLUS Pädagogik

Attraktiv und abwechslungsreich: EI-PLUS verbindet Elektrotechnik und Pädagogik

Modulhandbuch

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Elektrotechnik/Informationstechnik plus (EI-plus)

PO-Version [  20222  ]

Berufsfeldorientierung

Empfohlene Vorkenntnisse

Keine

Lehrform Seminar/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Das Modul soll das Ankommen der Studierenden im Studiengang Elektrotechnik/Informationstechnik fördern.

Nach erfolgreichem Besuch dieses Moduls

  • haben die Studierenden erkannt, dass die intensive Beschäftigung mit mathematischen, informationstechnischen, naturwissenschaftlichen und technischen Fachgebieten notwendig ist, um als Ingenieur*in gute Arbeitsergebnisse liefern zu können;
  • kennen die Studierenden berufliche Tätigkeitsfelder im Bereich der Elektrotechnik- und Informationstechnik;
  • haben die Studierenden einen vertieften Einblick in die möglichen Tätigkeiten von Ingenieur*innen erhalten.
  • können die Studierenden unter praxisnahen Arbeitsbedingungen eine praktische Aufgabenstellung erarbeiten und umsetzen; 
  • können die Studierenden die im ersten Studiensemester erworbenen Fachkenntnisse vertiefen und anwenden;
  • können die Studierenden ihre Kreativität und ihre persönlichen Fähigkeiten einbringen;
  • können die Studierenden eigene mathematische, informationstechnische, naturwissenschaftliche und technische Vorkenntnisse und Fertigkeiten (MINT-Vorkenntnisse) anhand eine Projektaufgabe besser einordnen;   
  • haben die Studierenden erste Erfahrungen mit Teamarbeit gesammelt;
  • können die Studierenden selbständig und verantwortlich mit Werkzeugen unter Laborbedingungen arbeiten.
Dauer 1
SWS 3.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 45h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 75h
Workload 120h
ECTS 4.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Anwesenheitspflicht im Seminar. Fehlzeit max. 25 % (inkl. Krankheit) unbenotet, aber muss m. E. attestiert sein.

Praktische Arbeit PA und Referat

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Elke Mackensen

Empf. Semester EI-01, EI-plus-01
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Erster Studienabschnitt Studiengänge EI, EI-plus

Veranstaltungen

Seminar Berufsfelder EI

Art Seminar
Nr. EMI808
SWS 1.0
Lerninhalt

Vertreter*innen der Industrie geben in mehreren Veranstaltungen durch Vorträge, Workshops, Exkursionen einen Einblick in das Arbeitsleben von Ingenieur*innen. Dabei werden die Tätigkeitsfelder im Bereich der Schwerpunkte des Studiengangs näher betrachtet und aufgezeigt. Das Seminar kann an der Hochschule oder vor Ort in einem Betrieb stattfinden.

Literatur

Keine

Projektlabor EI

Art Labor
Nr. EMI809
SWS 2.0
Lerninhalt

Bearbeitung und Lösung einer interdisziplinären Entwicklungsaufgabe unter Benutzung einer Hardware- und Software-Grundausstattung im Edu FabLab der Hochschule Offenburg

  • Die Entwicklungsaufgabe wird zu Beginn der Vorlesungszeit ausgegeben. Beispielsweise könnte die Projektaufgabe die Entwicklung eines möglichst originellen digitalen Weckers, angefangen vom Leiterkartendesign über die Fertigung der Leiterkarte (Bestückung, Lötung) bis hin zur Programmierung des darauf enthaltenen Mikrocontrollers.
  • Die Bearbeitung der Entwicklungsaufgabe erfolgt in eine Gruppe.
  • Die Bearbeitung der Entwicklungsaufgabe beinhaltet:

-        einfache ingenieurtechnische Problemstellung inhaltlich erfassen, im Team analysieren und strukturieren

-        Lösungskonzepte im Team entwickeln, dokumentieren und schrittweise optimieren

-        Lösungskonzepte arbeitsteilig umsetzen

-        Teillösungen dokumentieren, prüfen und Lösungsqualität beurteilen

-        Teillösungen zur Gesamtlösung integrieren

-        Gesamtlösung prüfen und Lösungsqualität beurteilen

-        Programmieren und Testen

-        Arbeiten an einfachen elektrischen, elektronischen und optischen Schaltungen

-        Durchführen mechanischer Arbeiten, z.B. Sägen, Montieren, Schrauben, Kleben, 3D-Druck

-        Inbetriebnahmen und Testen eigener Aufbauten

  • Die Benutzung zusätzlicher Hardware ist gestattet, wenn sie von der Gruppe selbst spezifiziert und beschafft wird.

Präsentation des Ergebnisses der Projektarbeit am Ende des Semesters.

Literatur

Zu Beginn des Projekts wird den Studierenden die Projektaufgabe erläutert, ein Anforderungskatalog mit einem groben Meilensteinplan und zu dem Projekt notwendige Literatur (z.B. Datenblätter) ausgegeben. Weitere notwendige Literatur und Informationen müssen von den Studierenden mittels selbstständiger Online-Recherche beschafft werden. Dabei werden Sie von den Dozent*innen unterstützt.

Elektronische Bauelemente

Empfohlene Vorkenntnisse

Module Elektrotechnik 1 und Physik

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Nach Abschluss des Moduls können die Studierenden moderne Halbleitertechnik in ihrem Aufbau und ihrer Funktionsweise verstehen sowie einfache Schaltungen entwerfen und Parameter daraus berechnen.

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

Modulprüfung Klausur K90

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Jasmin Aghassi-Hagmann

Empf. Semester EI-02, EI-plus-02
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Erster Studienabschnitt Studiengänge EI, EI-plus

Veranstaltungen

Elektronische Bauelemente

Art Vorlesung
Nr. EMI879
SWS 4.0

Elektrotechnik 1

Empfohlene Vorkenntnisse

Vektorrechnung, Infinitesimalrechnung

Lehrform Vorlesung/Übung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Nach erfolgreichem Besuch dieses Moduls

  • verfügen die Studierenden über die physikalischen Grundlagen der Elektrotechnik, sozusagen das Handwerkszeug für das Studium
  • kennen die Studierenden die Gesetze, welche beim Fließen eines elektrischen Stromes gelten und wissen, welche Eigenheiten Materialien dabei zeigen.
  • verfügen die Studierenden über die Kenntnis, wie Ladungen und Ströme elektrische und magnetische Felder erzeugen können,
  • verfügen die Studierenden über grundlegende Kenntnis der Wirkung von Ladungen und Strömen an Beispiel von Kondensatoren, Spulen, Motoren, Generatoren, Kommunikationssystemen und vielen weiteren Anwendungen
  • kennen die Studierenden die grundlegenden Zusammenhänge der Feldgrößen und wie diese mathematisch beschrieben werden.

Zudem sind die Studierenden nach dem Besuch dieses Modus in der Lage

  • einfache Messproblematiken für elektrische Größen zu erfassen
  • die wichtigsten Messgeräte der Elektrotechnik wie z.B. Multimeter und Oszilloskop etc. zu bedienen
  • einfache Messungen elektrischer Größen durchzuführen und die Messungen auszuwerten.
  • Messfehler qualitativ zu erkennen und quantitativ zu erfassen
Dauer 1
SWS 8.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 120h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90h
Workload 210h
ECTS 7.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Modulprüfung Klausur K90 + Laborarbeit LA. Laborarbeit ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Sven Meier

Empf. Semester EI-01, EI-plus-01
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Erster Studienabschnitt Studiengänge EI, EI-plus

Veranstaltungen

Elektrotechnik 1

Art Vorlesung/Übung
Nr. EMI804
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

Elektro- und Messtechniklabor 1

Art Vorlesung/Labor
Nr. EMI805
SWS 2.0
Lerninhalt

-Funktionsweise und Bedienung von Multimetern (analog und digital) und Oszilloskopen (analog und digital)

-Messfehler

  • Maximale Messabweichungen aus Datenblättern bestimmen 
  • Unterschied systematischer und zufälliger Messfehler
  • Fehlerfortpflanzung bei indirekten Messungen
  • Lineare Fehlerfortpflanzung
  • Gauß’sche Fehlerfortpflanzung

-Widerstandsmessung

  • Stromfehlerschaltung
  • Spannungsfehlerschaltung
  • Wheatstone‘sche Messbrücke (abgeglichen, nicht abgeglichen mit und ohne Belastung)
  • 2-Leiter-, 3-Leiter-- und 4-Leiter-Messung

-Auswertung von Messreihen

  • Mittelwert und Streuung
  • Median, Perzentile, Box-Plots
  • Interpolation von Messergebnissen
  • Lineare Interpolation
  • Polynominterpolation
  • Ansatz der kleinsten Fehlerquadrate

 

Literatur
  • Mühl, T., Einführung in die elektrische Messtechnik, 2. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner Verlag, 2006
  • Parthier, R., Messtechnik, 3. Auflage, Wiesbaden, Vieweg+Teubner Verlag, 2006

Elektrotechnik 2

Empfohlene Vorkenntnisse

Module Mathematik 1, Elektrotechnik 1

Lehrform Vorlesung/Übung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Teilnehmer*innen erwerben das grundlegende Verständnis für die Beschreibung von linearen Schaltungen und einfachen Systemen. Sie lernen das Verhalten der Basisbauelemente Widerstand, Kondensator und Spule kennen und beherrschen die Wirkungsweise einfacher Kombinationen dieser Elemente, also einfache Filter und Schwingkreise als Funktion der Frequenz. Sie vermögen Sinussignale in komplexer Form sowie beliebige periodische Signale als Sinussignale mit Hilfe der Fourierreihenentwicklung zu beschreiben, und überblicken 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 8.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 120h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90h
Workload 210h
ECTS 7.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Modulprüfung Klausur K90 und Laborarbeit LA. Laborarbeit ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.

Empf. Semester EI-01, EI-plus-02
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Erster Studienabschnitt Studiengänge EI, EI-plus

Veranstaltungen

Elektrotechnik 2

Art Vorlesung/Übung
Nr. EMI812
SWS 6.0
Lerninhalt
  • Beschreibung von Wechselgrößen
  • Vom Zeigerdiagramm zur komplexen Darstellung von Strömen und Spannungen
  • Sinusförmige Ströme und Spannungen an Widerstand, Spule und Kondensator, sowie einfache Netzwerke
  • Schwingkreise und Filter
  • Beschreibung linearer Schaltungen mit Vierpolparametern 6.Fourierreihenentwicklung
  • 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

Labor Elektro- und Messtechnik 2

Art Vorlesung/Labor
Nr. EMI813
SWS 2.0
Lerninhalt

Elektrische Widerstände

  • Statische Auswertung von Widerstandswerten einer
    Charge
  • Temperaturkoeffizienten diverser Widerstandarten bestimmen
  • Verhalten von nichtlinearen Widerständen (NTC, PTC) untersuchen
  • Kennlinie einer Si-Diode aufnehmen und auswerten
  • Kennlinien von VDR aufnehmen

Ideale Kondensatoren

  • Lade- u. Entladevorgänge messtechnisch aufnehmen und mit Theorie vergleichen
  • Übertragungsverhalten von RC-Tiefpässen aufnehmen und graphisch darstellen
  • RC-Tiefpässe höherer Ordnung in der Zeit-u. der Frequenzebene untersuchen
  • Analyse nicht sinusförmiger Signale

Frequenzabhängige Netzwerke

  • Frequenz- und Phasengang eines Wien-Netzwerk messtechnisch aufnehmen
  • Rechnen und Messen im dB-Maßstab
  • Ersatzschaltbild eines stark verlustbehafteten
  • Kondensators durch Messung bestimmen

 Induktivitäten

  • Güteverlauf einer Induktivität (mit Eisenkern) bestimmen
  • Ersatzschaltbild aus dem Güteverlauf ableiten
  • Kupfer- und Kernverluste bestimmen
  • Skineffekt, Wicklungskapazität, Streuverluste und Wirbelstromverlustee

 Transistoren

  • Kennlinienfeld eines bipolaren Transistors aufnehmen
  • Verstärkerschaltung mit den ermittelten
  • Tr-Kennwerten berechnen, aufbauen und messtechnisch untersuchen
  • Vergleich der Messwerte mit den Vorgabewerten
Literatur

Siehe Literatur Vorlesungen Elektrotechnik 1und Elektrotechnik 2

Informatik 1

Empfohlene Vorkenntnisse

Keine

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls können die Studierenden konsolenbasierte Anwendungen in C entwerfen, entwickeln und testen.

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

Modulprüfung Klausur K90 und Laborarbeit LA. Laborarbeit ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Daniel Fischer

Empf. Semester EI-01, EI-plus-01
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Erster Studienabschnitt Studiengänge EI, EI-plus , MKA, MK-plus

Zweiter Studienabschnitt EI-3nat

Veranstaltungen

Ingenieur-Informatik

Art Vorlesung
Nr. EMI806
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Einführung in die Programmierung
  • Überblick und Einstieg in C
  • Variablen und Konstanten
  • Operatoren
  • Funktionen
  • Formatierte Ein- und Ausgabe
  • Kontrollstrukturen
  • Komplexe Datentypen
  • Zeiger
  • Dateibearbeitung
  • Präcompiler
  • Modulare Programmierung
  • Standardbibliotheken
  • Multiple Threading
Literatur
  • Leibniz Universität Hannover (RZNN): C-Programmierung – Eine Einführung, 7. Auflage, 2015
  • Thomas Theis: Einstieg in C, 2. Auflage, Rheinwerk, Bonn, 2017

Labor Ingenieur-Informatik

Art Labor
Nr. EMI807
SWS 2.0
Lerninhalt

Parallel zur Vorlesung werden schritthaltend praktische Übungen zu den folgenden Themen durchgeführt.

  • Überblick C
  • Variablen und Konstanten
  • Operatoren
  • Funktionen
  • Formatierte Ein- und Ausgabe
  • Kontrollstrukturen
  • Komplexe Datentypen
  • Zeiger
  • Dateibearbeitung
  • Präcompiler
  • Modulare Programmierung
  • Standardbibliotheken
  • Multiple Threading
Literatur
  • Leibniz Universität Hannover (RZNN): C-Programmierung – Eine Einführung, 7. Auflage, 2015
  • Thomas Theis: Einstieg in C, 2. Auflage, Rheinwerk, 2017

Informatik 2

Empfohlene Vorkenntnisse

Modul Informatik 1

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls

  • können die Studierenden konsolenbasierte Anwendungen in C++ entwerfen, entwickeln und testen. Sie beherrschen auch die wichtigsten neueren C++-Features (C++11, C++14 und C++17) und können einige Design Patterns in C++ realisieren,
  • kennen die Studierenden die grundlegenden Begriffe im Bereich der Kommunikationsnetze,
  • verstehen die Studierenden die Konzepte des OSI-Referenzmodells,
  • können die Studierenden die grundlegenden Mechanismen von Kommunikationsprotokollen erklären,
  • verfügen die Studierenden über Kenntnisse der TCP/IP- Protokollarchitektur und der Grundprinzipien des IP-Routings,
  • verfügen die Studierenden über grundlegende Kenntnisse der Sicherheit in Kommunikationsnetzen.
Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 120h
Workload 210h
ECTS 7.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Klausur K60 Objektorientierte SW-Entwicklung (Gewichtung 50 %)
Laborarbeit LA Objektorientierte SW-Entwicklung
Klausur K60 Kommunikationsnetze (Gewichtung 50 %)

Jede Prüfungsleistung muss einzeln bestanden werden. Laborarbeit ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Daniel Fischer

Empf. Semester EI-02, EI-plus-02
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Erster Studienabschnitt Studiengänge EI, EI-plus sowie zweiter Studienabschnitt EI-3nat

Veranstaltungen

Objektorientiere Software-Entwicklung

Art Vorlesung
Nr. EMI814
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Advanced C
  • Non OOP-Features in C++
  • Klassen und Objekte in C++ (Klassendiagramm und Objektdiagramm)
  • Instanziierung von Objekten
  • Kanonische Klassen
  • Assoziationen in C++ (Sequenzdiagramm)
  • Vererbung in C++
  • Überladen von Operatoren
  • Exceptions
  • Streams
  • Klassentemplates
  • STL und Boost
  • Weitere Spracherweiterungen (C++11, C++14, C+17)
  • Design Patterns in C++: Singleton, Decorator, Composite, Observer
Literatur
  • Torsten T. Will: Das umfassende Handbuch zu Modern C++, Rheinwerk Computing, Bonn, 2017
  • Ulrich Breymann: Der C++-Programmierer, Carl Hanser Verlag, 5. Auflage, München, 2017
  • Bjarne Stroustrup: Programming: Principle and Practice Using C++, Addison Wesley, 2. Auflage, Boston, 2014

Labor Objektorientierte Software-Entwicklung

Art Labor
Nr. EMI815
SWS 2.0
Lerninhalt

Parallel zur Vorlesung werden schritthaltend Programmierübungen zu den folgenden Themen durchgeführt.

  • Advanced C
  • Non OOP-Features in C++
  • Klassen und Objekte in C++ (Klassendiagramm und Objektdiagramm)
  • Instanziierung von Objekten
  • Kanonische Klassen
  • Assoziationen in C++ (Sequenzdiagramm)
  • Vererbung in C++
  • Überladen von Operatoren
  • Exceptions
  • Streams
  • Klassentemplates
  • STL und Boost
  • Weitere Spracherweiterungen (C++11, C++14, C+17)
  • Design Patterns in C++: Singleton, Decorator, Composite, Observer
Literatur
  • Torsten T. Will: Das umfassende Handbuch zu Modern C++, Rheinwerk Computing, Bonn, 2017
  • Ulrich Breymann: Der C++-Programmierer, Carl Hanser Verlag, 5. Auflage, München, 2017
  • Bjarne Stroustrup: Programming: Principle and Practice Using C++, Addison Wesley, 2. Auflage, Boston, 2014

Kommunikationsnetze

Art Vorlesung
Nr. EMI816
SWS 2.0
Lerninhalt

Kommunikationsmodelle

ISO/OSI- und TCP/IP-Referenzmodell

Sicherungsschicht

  • Rahmenbildung
  • Fehlerkorrektur und Fehlererkennung
  • Mehrfachzugriffsprotokolle für drahtgebundene und drahtlose Netzwerke

Vermittlungsschicht

  • Kopplung von Netzwerken
  • Routing im Internet
  • IPv4 (inkl. Subnetting)
  • IPv6

Transportschicht

  • TCP
  • UDP

Anwendungsschicht

  • Web (HTTP, Web2.0, etc.)
  • DNS
  • E-Mail (SMTP, POP, IMAP etc.)

Sicherheit

  • Aspekte der Netzwerksicherheit
  • symmetrische und asymmetrische kryptographischeVerfahren
  • Übersicht über Sicherheitsprotokolle

 

Literatur
  • Tanenbaum A. S., Computernetzwerke, 4. Auflage, München, Pearson Studium, 2003
  • Stevens Richard W., TCP/IP, Reading, Mass. [u.a.], Addison-Wesley, 2005
  • Sikora, A., Technische Grundlagen der Rechnerkommunikation: Internet-Protokolle und Anwendungen, München, Wien, Hanser, 2003

Mathematik 1

Empfohlene Vorkenntnisse

Gute Mathematikkenntnisse, Niveau mindestens Fachhochschulreife, insbesondere im Umfang des Brückenkurses Mathematik.

Lehrform Vorlesung/Übung
Lernziele / Kompetenzen

Nach erfolgreichem Besuch dieses Moduls

  • verfügen die Studierenden über Kenntnisse und Methoden zur Beschreibung des dreidimensionalen Raums mit Hilfe der Vektor- und Matrixrechnung,
  • verfügen die Studierenden über einen differenzierten Begriff der Darstellung verschiedenster mathematischer Zusammenhänge mit Hilfe von Funktionen,
  • haben ein die Studierenden ein Verständnis dafür entwickelt, wie die Differential- und Integralrechnung zur Lösung einer Vielzahl von Problemen aus dem naturwissenschaftlichen Bereich eingesetzt werden können.
Dauer 1
SWS 8.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 120h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 60h
Workload 180h
ECTS 6.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Modulprüfung Klausur K90 + Praktische Arbeit PA. PA kann bis zu 20 % der Klausur ersetzen.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Eva Decker

Empf. Semester EI-01, EI-plus-01
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Erster Studienabschnitt Studiengänge EI, EI-plus

Veranstaltungen

Mathematik 1

Art Vorlesung/Übung
Nr. EMI801
SWS 8.0
Lerninhalt

Die LV gliedert sich folgendermaßen:

  • Lineare Algebra: Vektoren und Matrizen / Vektor- und Matrixrechnung / lineare Gleichungssysteme / Determinanten
  • Analytische Geometrie: Skalarprodukt / Winkelberechnung in 3D / normierte und projizierte Vektoren / Kreuzprodukt / Spatprodukt / Geraden- und Ebenen-Darstellung in 3D / Abstände und Schnittmengen von Punkten, Geraden, Ebenen / Näherungslösung überbestimmter Gleichungssysteme
  • Funktionen und Kurven: Beschreiben, Umkehren, Verketten von Funktionen / Polynome / Interpolation / gebrochenrationale, Potenz-, Wurzel-, trigonometrische, Arkus-, Exponential-, Logarithmus-, Hyperbel-, Area-Funktionen
  • Differentialrechnung von Funktionen einer Variablen: Zahlenfolgen / Grenzwerte / Stetigkeit / Differenzierbarkeit / Ableitungen und Ableitungsregeln / Kurvendiskussion / Extremwertaufgaben
  • Integralrechnung von Funktionen einer Variablen: Stammfunktionen / Flächeninhalte unter Kurven / Fundamentalsatz / Grundintegrale / Integrationsregeln und -methoden / numerische Integration / Anwendungen
Literatur
  • Papula, Lothar: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 1. Ein Lehr- und Arbeitsbuch für das Grundstudium, 15. Auflage, Wiesbaden: Springer Vieweg 2018.
  • Papula, L.: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 2. Ein Lehr- und Arbeitsbuch für das Grundstudium, 14. Auflage, Wiesbaden: Springer Vieweg 2015.
  • Papula, L.: Mathematische Formelsammlung. Für Ingenieure und Naturwissenschaftler, 12. Auflage, Wiesbaden: Springer Vieweg 2017.
  • Papula, L.: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Klausur- und Übungsaufgaben: 632 Aufgaben mit ausführlichen Lösungen zum Selbststudium und zur Prüfungsvorbereitung. 5. Auflage, Wiesbaden: Vieweg+Teubner, 2018

Mathematik 2

Empfohlene Vorkenntnisse

Modul Mathematik 1

Lehrform Vorlesung/Übung
Lernziele / Kompetenzen

Nach erfolgreichem Besuch dieses Moduls

  • verfügen die Studierenden über die Grundlagen zum Umgang mit komplexen Zahlen und können hierauf aufbauend deren Anwendung in verschiedenen Bereichen der Ingenieurwissenschaften.
  • sind die Studierenden vertraut mit der Differential- und Integralrechnung mehrerer Variablen und können insbesondere Optimierungsprobleme (Extremwertprobleme) lösen und sind in der Lage, Anwendungsprobleme als Bereichsintegrale zu formulieren, dabei kartesiche, Zylinder- und Kugelkoordinaten angemessen einzusetzen und Mehrfachintegrale zu berechnen.
  • sind die Studierenden in der Lage, Potenz- bzw. Fourierreihendarstellungen angemessen für Approximationsprobleme einzusetzen. 
  • können die die Studierenden technische dynamische Vorgänge mittels Differenzialgleichungen erfassen und beherrschen grundlegende Lösungstechniken.
  • kennen und verstehen die Studierenden Zielsetzung, Funktionsweise und Anwendbarkeit grundlegender statischer Methoden zur Beschreibung und Analyse von Daten aus dem Umfeld elektrotechnischer Anwendungen.
Dauer 1
SWS 10.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 150h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90h
Workload 240h
ECTS 8.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Mathematik 2: Klausur K90 + Praktische Arbeit PA: 75 %. PA kann bis zu 20 % der Klausur ersetzen. Statistische Methoden Klausur K60: 25 %. Jede Prüfungsleistung muss einzeln bestanden werden.

 

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Eva Decker

Empf. Semester EI-02, EI-plus-02
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Erster Studienabschnitt Studiengänge EI, EI-plus

Veranstaltungen

Mathematik 2

Art Vorlesung/Übung
Nr. EMI810
SWS 8.0
Lerninhalt

Die LV gliedert sich folgendermaßen:

  • Komplexe Zahlen: Imaginäre Einheit i / Rechenregeln für komplexe Zahlen / Gaußsche Zahlenebene / kartesische Form, Polarformen (trigonometrisch, exponentiell) / Anwendung / Potenzieren, Radizieren / Fundamentalsatz der Algebra
  • Vertiefung der Analysis einer Variablen, insbesondere Kurven in Parameterform, Polarkoordinaten
  • Potenzreihenentwicklungen: Zahlenfolgen / Zahlenreihen / Potenzreihen / Taylorreihe / Näherungspolynome
  • Fourierreihenentwicklungen: Trigonometrische Polynome, Fourierpolynome bzw. Fourierreihen.
  • Differentialrechnung für Funktionen mehrerer Variablen: Grafische Darstellung / Partielle Differentiation / Ableitungen höherer Ordnung / Tangentialebenen / vollständiges Differential / Extremwertanalyse ohne und mit Nebenbedingung
  • Integralrechnung für Funktionen mehrerer Variablen: Anwendungen / kartesische und Polarkoordinaten / Zylinder- und Kugelkoordinaten / Doppel- und Dreifachintegrale / Anwendungen / Masse und Massenträgheitsmoment eines inhomogenen Körpers
  • Gewöhnliche Differentialgleichungen:Definitionen / Schwingungsgleichung / Integrationskonstanten / Trennung der Variablen / Inhomogene DGL 1. Ordnung / lineare DGL 2. Ordnung mit konstanten Koeffizienten / freie, gedämpfte, erzwungene Schwingung / Resonanz
Literatur
  • Papula, Lothar: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 1. Ein Lehr- und Arbeitsbuch für das Grundstudium, 15. Auflage, Wiesbaden: Springer Vieweg 2018.
  • Papula, L.: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 2. Ein Lehr- und Arbeitsbuch für das Grundstudium, 14. Auflage, Wiesbaden, Springer Vieweg, 2015.
  • Papula, L.: Mathematische Formelsammlung. Für Ingenieure und Naturwissenschaftler, 12. Auflage, Wiesbaden: Springer Vieweg 2017.
  • Papula, L.: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Klausur- und Übungsaufgaben: 632 Aufgaben mit ausführlichen Lösungen zum Selbststudium und zur Prüfungsvorbereitung. 5. Auflage, Wiesbaden: Vieweg+Teubner, 2018

Statistische Methoden

Art Vorlesung
Nr. EMI811
SWS 2.0
Lerninhalt

Die LV gliedert sich folgendermaßen:

  • Univariate Deskription und Exploration von Daten
  • Wahrscheinlichkeitsrechnung
  • Diskrete und stetige Wahrscheinlichkeitsmodelle und -verteilungen
  • Approximationen und Grenzwertsätze
  • Punkt- und Intervallschätzungen
  • Testen von Hypothesen
  • Zusammenhangsanalysen, lineare Regression
Literatur

Sachs, M., Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik für Ingenieurstudenten an Fachhochschulen, 4. Auflage, Leipzig, Hanser, 2013

 

Numerische Software und Systemsimulation

Empfohlene Vorkenntnisse

Module Mathematik 1, Mathematik 2 sowie Informatik 1

Lehrform Labor
Lernziele / Kompetenzen

Der erfolgreiche Abschluss des Moduls befähigt die Studierenden, mathematische Aufgaben numerisch durch Einsatz einer professionellen Software lösen zu können. Darüber hinaus werden sie in die Lage versetzt, hinreichend komplexe Modelle realer Systeme modellieren und simulieren zu können.

Dauer 1
SWS 2.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 30h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 30h
Workload 60h
ECTS 2.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Laborarbeit LA. Laborarbeit ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Werner Reich

Max. Teilnehmer 40
Empf. Semester EI-02, EI-plus-02
Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Studiengang Elektrotechnik/Informationstechnik (B.Eng.), Pflicht
Studiengang Elektrotechnik/Informationstechnik-plus (B.Eng.), Wahlpflicht
Studiengang Elektrotechnik/Informationstechnik-3nat (B.Eng.), Wahlpflicht
Studiengang Mechatronik und autonome Systeme (B.Eng.), Wahlpflicht
Studiengang Mechatronik-plus (B.Eng.), Wahlpflicht

Veranstaltungen

Numerische Software und Systemsimulation

Art Labor
Nr. EMI818
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Historie von MATLAB/Simulink. Erste Schritte: Entwicklungsumgebung, Zahlendarstellung, Variablen, Matrizen und Vektoren, Strings, Operatoren. Script, Schleifen, If-Konstruktionen,
  • Polynome. Function, Statische Code-Analyse. Professionelle Erstellung von 2D und 3D-Grafiken. Symbolische Mathematik,
  • Erstellung eines Graphical User Interfaces mit GUIDE,
  • Graphische Programmierung mit MATLAB/Simulink. Simulation von linearen und nichtlinearen Systemen durch Implementierung ihrer Differentialgleichungen.
Literatur
  • MATLAB/Simulink-Handbuch der Leibniz-Universität Hannover (Beschaffung über HS-Bibliothek, in gedruckter Form oder als E-Book, kostengünstig und ausreichend für einen Einführungskurs)
  • Zum Selbst-und Vertiefungsstudium existiert eine Vielzahl von Büchern zu MATLAB/Simulink

Physik

Empfohlene Vorkenntnisse

Keine

Lehrform Vorlesung/Übung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden verstehen grundlegende physikalische Zusammenhänge und Gesetzmäßigkeiten. Sie beherrschen verschiedene Methoden der Beschreibung und Modellbildung physikalischer Vorstellungen auf dem Gebiet der Mechanik, Optik und Thermodynamik.

Dauer 2
SWS 10.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 150h
Selbststudium / Gruppenarbeit: 120h
Workload 270h
ECTS 9.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Modulprüfung Klausur K120 + Laborarbeit LA. Laborarbeit ist unbenotet, muss aber m. E. attestiert sein.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. nat Christoph Nachtigall

Empf. Semester 1, 2
Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Erster Studienabschnitt Studiengänge EI, EI-plus

Veranstaltungen

Physik

Art Vorlesung
Nr. EMI802
SWS 8.0
Lerninhalt

Die LV gliedert sich folgendermaßen:

  • Mechanik: Kinematik des Massenpunktes, Dynamik, Arbeit, Energie und Leistung, Stoß, Rotation starrer Körper, Mechanik starrer Körper, ausgewählte Kapitel der Eigenschaften von Flüssigkeiten und Gasen, Strömungen realer Gase und Flüssigkeiten, Schwingungen und Wellen
  • Optik: Linsen, Prismen, Brechung, Abbildung, Reflexion, Optische Instrumente
    Thermodynamik: Wärmeenergie und Temperatur, Hauptsätze der Thermodynamik, Elementare Zustandsänderungen und Kreisprozesse
Literatur

Hering, E., Martin, R., Stohrer, M., Physik für Ingenieure , Stohrer, 12. Auflage, Springer-Verlag, 2016

Labor Physik

Art Labor
Nr. EMI803
SWS 2.0
Lerninhalt

Es werden von den Studierenden insgesamt sechs Laborversuche aus den Themenbereichen Mechanik, Optik und Thermodynamik durchgeführt.

Literatur

Walcher, W., Elbel, M., Praktikum der Physik, 9. Auflage, Wiesbaden, Teubner, 2006

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