Energiesystemtechnik bis SoSe 2021

Modulhandbuch

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Modulhandbuch Version 20172 als PDF

Energiesystemtechnik (ES)

PO-Version [  20121  ]

Chemie

Empfohlene Vorkenntnisse

Keine.

Keine.

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Lernziele und Kompetenzen

Die Teilnehmer/innen haben Kenntnisse in den Grundlagen der Allgemeinen Chemie. Sie sind vertraut mit dem Aufbau und den Eigenschaften von Stoffen, sowie mit den Eigenschaften von chemischen Reaktionen. Sie haben insbesondere Kenntnisse in den chemischen Grundlagen der Energiesystemtechnik, d.h. der chemischen Energieumwandlung und chemischen Energiespeicherung.

 

Inhalt der Vorlesung

Die Vorlesung vermittelt die theoretischen Grundlagen der Allgemeinen Chemie. Besonderer Bezug wird zur Energiesystemtechnik hergestellt. Der Stoff wird in vorlesungsbegleitenden Übungen vertieft.

  • Einleitung: Motivation, Historie, Allgemeines
  • Aufbau und Eigenschaften der Materie: Grundbegriffe, Atombau, Molekülbau und chemische Bindungen, Periodensystem
  • Chemische Reaktionen: Stöchiometrie, Energieumsatz (Thermodynamik), Reaktionsgeschwindigkeit (Kinetik), Elektrochemie
  • Chemie in der Energiesystemtechnik: Verbrennung, Kernenergie, Batterien, Brennstoffzellen und Elektrolyseure, thermochemische Speicher

 

Inhalt des Labors

Die Laborversuche vermitteln einige chemische Grundoperationen und den Umgang mit typischen Laborgeräten.

 

Dauer 1 Semester
SWS 3.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 30h Vorlesung, 5h Labor
Selbststudium / Gruppenarbeit: 45h Vorlesung, 10 h Labor
Workload 90 h
ECTS 3.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Die Gesamtnote ergibt sich aus der Bewertung der K60 Klausur.
Das Labor Chemie wird je nach Erfolg mit "mit Erfolg" oder "ohne Erfolg" bewertet.

Leistungspunkte Noten

Die Gesamtnote ergibt aus der Bewertung der 60-minütigen Klausur.

Das Labor wird je nach Erfolg mit "mit Erfolg" oder "ohne Erfolg" bewertet.

Die Bewertung des Labors "mit Erfolg" ist Voraussetzung für die Zulassung zur Klausur.

 

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. nat. Wolfgang Bessler

Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Veranstaltungen

Chemielabor

Art Labor
Nr. M+V681
SWS 1.0
Lerninhalt

Die Studierenden arbeiten im Chemielabor teilweise alleine aber auch in Zweiergruppen. Die Versuche werden in einem Labormanuskript ausführlich erläutert. Dieses Skript erhalten die Studierenden einige Wochen vor Versuchsbeginn.

Umgang mit Volumenmessgeräten
Chemisches Gleichgewicht
Löslichkeitsprodukte
Redoxreaktionen
Reaktionsgeschwindigkeit und homogene Katalyse
Herstellen einer definierten Lösung durch Wiegen und Verdünnen
Flammenfärbung.

Literatur

- Chemie, Mortimer, C., Müller, U., Thieme Verlag, 2007
- Chemie verstehen, Wawra, E., Dolznig, H., Müllner, E., UTB, 2005.

Chemie

Art Vorlesung
Nr. M+V641
SWS 2.0
Lerninhalt

Die Studierenden erhalten zu Vorlesungsbeginn ein Manuskript, das die Abbildungen enthält, die begleitend zum Tafelanschrieb auf Overheadfolien präsentiert werden. Zudem befinden sich in diesem Manuskript nach Kapiteln aufgelistet Übungsaufgaben, die in einem begleitenden Tutorium besprochen werden. Demonstrationsversuche während der Vorlesungen ergänzen und unterstützen die Lehrvermittlung.

A) Atombau und Chemische Bindung
B) Chemisches Gleichgewicht und Massenwirkungsgesetz
C) Säuren, Basen, Salze, pH-Werte
D) Oxidation und Reduktion, Einführung in die Elektrochemie
E) Grundbegriffe der Organischen Chemie.

Literatur

- Chemie, Mortimer, C., Müller, U., Thieme Verlag, 2007
- Chemie verstehen, Wawra, E., Dolznig, H., Müllner, E., UTB, 2005.

Elektrotechnik I

Empfohlene Vorkenntnisse

Erforderliche Vorkenntnisse:
Gute Kenntnisse in Mathematik und Physik.
Prüfungsvoraussetzung:
Elektrotechnik I.

Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden müssen in der Lage sein, grundlegende elektrotechnische Aufgabenstellungen zu lösen. Dazu gehört das Berechnen von Gleich- und Wechselstromkreisen, Leistungen im elektrischen Stromkreis, von Kräften und Energien in Feldern einschließlich der messtechnischen Erfassung der elektrischen Grundgrößen. Die Studierende sollen die elektrotechnischen Grundlagen auf andere Problemfelder übertragen und anwenden können.

Die Studierenden werden in die Lage versetzt grundlegende elektrotechnische Aufgaben zu lösen. Dazu gehört u.a. die Berechnung von Strömen, Energie und Leistung in Gleich- und Wechselstromschaltungen.

SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60
Selbststudium / Gruppenarbeit: 60
Workload 120
ECTS 4.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

K90 Klausur.

Leistungspunkte Noten

gemäß Studien- und Prüfungsordnung

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Grit Köhler

Haeufigkeit -
Veranstaltungen

Elektrotechnik I

Art Vorlesung
Nr. M+V812
SWS 4.0
Lerninhalt
  • ELEKTROTECHNISCHE GRUNDBEGRIFFE
    elektrische Ladung, elektrischer Strom, elektrische Spannung, elektrischer Widerstand, elektrische Leistung, elektrische Energie
  • DER ELEKTRISCHE GLEICHSTROMKREIS
    Netzwerke aus linearen passiven und aktiven Zweipolen, Kirchhoffsche Gesetze, Stromkreisberechnung (Zweigstromanalyse, Maschenstromanalyse, Überlagerungsmethode, Zweipoltheorie), Leistungsumsatz im Stromkreis, Leistungsanpassung
  • DAS ELEKTRISCHE FELD
    Feldbegriff (Quellen- und Wirbelfelder, homogene und inhomogene Felder), elektrisches Feld im Nichtleiter (elektrostatisches Feld und zeitlich veränderliches elektrisches Feld), Verschiebungsfluss und Verschiebungsflussdichte, Verschiebungsstrom, elektrische Influenz, Faradayscher Käfig, Verschiebungs- und Orientierungspolarisation, Kapazität und Kondensatoren, Reihen- und Parallelschaltung von Kondensatoren, Energie und Kraftwirkungen im elektrischen Feld
  • DAS MAGNETISCHE FELD
    magnetischer Fluss, magnetische Induktion, magnetische Feldstärke, Materialeinfluss (insbesondere Ferromagnetismus), Durchflutungsgesetz, magnetische Kreise und ihre Berechnung, Analogiebeziehungen zwischen dem elektrischen Strömungsfeld und dem magnetischen Kreis, Analogiebeziehungen zwischen elektrischen und magnetischen Feldern, Ruhe- und Bewegungsinduktion (Lorentzkraft), elektromagnetische Felder, Selbst- und Gegeninduktivität, Induktivität und Spulen, Reihen- und Parallelschaltung von Spulen
  • DER WECHSELSTROMKREIS
    Erzeugung von Wechselspannungen, Wechselgrößen und deren Kennwerte, Leistungen im Wechselstromkreis
  • AUSGEWÄHLTE ANWENDUNGSBEISPIELE

 

 

 

 

 

Literatur
  • Aufgabensammlung zu den Grundlagen der Elektrotechnik, Gert Hagmann (Aula-Verlag Wiesbaden, 2000)
  • Grundlagen der Elektrotechnik zum Selbststudium, Dieter Nelles (VDE-Verlag Berlin Offenbach),     Band 1: Gleichstromkreise (2002), Band 2: Elektrische Felder (2003), Band 3: Magnetische Felder (2003), Band 4: Wechselstromkreise (2003)

Ingenieurkompetenzen

Empfohlene Vorkenntnisse

keine.

Bereitschaft sich auf Gruppenprozesse einzulassen; Ermittlung des eigenen Weiterbildungsbedarfs zum Beispiel mit Hilfe der Q-SORT-Technik;

keine.

 

Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden sollen die Schlüsselqualifikationen erlernen, die ihnen ein ingenieurmäßiges und praxisorientiertes Arbeiten ermöglichen. Dazu gehören neben dem virutosen Umgang mit dem PC auch die Kenntnisse der betriebswirtschaftlichen Zusammenhänge und die Befähigung zur kommunikativen Teamarbeit inklusive der Präsentation, Moderation und Anleitung zu Gruppenarbeiten.

Die Teilnehmer verstehen die wichtigsten ökonomischen Zusammenhänge, kennen die wesentlichen Rechtsformen für Unternehmen, kennen die Abläufe von Beschaffung, Produktion und Vertrieb, können die Prinzipien der Wirtschaftlichkeitsrechnung anwenden und kennen die wichtigsten Regeln für die Finanzierung.

Das Ziel der Veranstaltung ist: Zielorientiert, sicher und erfolgreich miteinander Reden und Handeln.
A)Der Studierende kann das Wissen um den Erwerb von Schlüsselqualifikationen als anerkanntes Fachgebiet der Sozialwissenschaften kennen lernen. Durch gruppendynamisches Arbeiten soll der Prozesscharakter von Entscheidungsfindungen und Veränderungen in Gruppen deutlich gemacht werden.
Der Studierende lernt Kriterien für eine gelingende Kommunikation in Gruppen kennen und kann möglichst im Eigenversuch erfahren, was eine gelingende Präsentation, Moderation bzw einen Vortragen ausmacht. Er ist in der Lage sein, seine Fähigkeiten im zwischenmenschlichen Kommunikationsbereich einzuschätzen und bei Bedarf gezielt weiterzuentwickeln.
B.) Der Studierende lernt (alternativ die rhetorischen Grundlagen für einen Fachvortrag und Verhandlungen kennen und wendet sie in praxisnahen Rollenspielen an.

Die Studierenden können
- die Funktionen von Rechnersystemen und -netzen grundlegend verstehen
- die Darstellung von Daten verstehen und interpretieren
- mit gängigen Anwendungsprogrammen umgehen
- in einfacher Form objektorientiert programmieren
- mit Klassen und Objekten umgehen
- einfache Probleme für eine algorithmische Bearbeitung zugänglich machen
- einfache Abläufe strukturiert programmieren.

SWS 7.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 105
Selbststudium / Gruppenarbeit: 105
Workload 210
ECTS 7.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Die Gesamtnote des Moduls berechnet sich wie folgt aus den Noten der drei Lehrveranstaltungen mit je 1/3
Gewichtung:
> Schlüsselqualifikation: Bericht BE
> Betriebswirtschaftlehre I : K60
> Informatik mit Lab. : Klausur K60 mit 80 % Gewichtung und der Laborarbeit LA mit 20 % Gewichtung.

Leistungspunkte Noten

gemäß Studien- und Prüfungsordnung

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. nat. Detlev Doherr

Haeufigkeit -
Veranstaltungen

Betriebswirtschaftslehre I

Art Vorlesung
Nr. M+V426
SWS 2.0
Lerninhalt

In den Vorlesungen werden ausgehend von konkreten Problemstellungen ökonomische Überlegungen vorgestellt, entwickelt, beschrieben und erläutert. Durch Übungsaufgaben und Fallbeispiele erhalten die Studierenden die Gelegenheit, theoretisch Erlerntes unmittelbar umzusetzen. Wo möglich und sinnvoll werden Anwendungsbeispiele aus verschiedenen Bereichen der Energiewirtschaft gewählt.

  • Ökonomische Grundbegriffe
  • Betriebliche Kennzahlen
  • Rechtsformen eines Unternehmens
  • Organisation
  • Investitions- und Wirtschaftlichkeitsrechnung
  • Finanzierung und Liquiditätssicherung
  • Produktion und Beschaffung
Literatur

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben.

Schlüsselqualifikation I

Art Seminar
Nr. M+V429
SWS 2.0
Lerninhalt

A.) Auf Basis kurzer prägnanter fachlicher Impulse aus den Sozialwissenschaften und der Psychologie soll in kleinen Gruppen mit max. 12 TeilnehmerInnen Präsentation, Moderation, Vortragstechnik, Berichterstellung und Kommunikationsmanagement eingeübt und reflektiert werden. Im Rahmen eines Kurssystems mit variablen Angeboten (sechs Kompaktkurse), das sich über zwei Semester hinzieht, können die Studierenden optional mit Hilfe der Q-Sort-Technique diejenigen Kurse (vier Kompaktkurse) auswählen, bei denen sie sich im Bereich Schlüsselqualifikation weiterentwickeln wollen. Gleichzeitig dient im Falle des Q-Sort-Verfahrens dieses auch dazu, den Bedarf zu ermitteln und das Kurs-Angebot bedarfsgerecht zu gestalten. Mit Hilfe von Videotechnik können Gruppenprozesse und Einzelverhalten visualisiert sowie Fremd- und Eigenwahrnehmung analysiert werden. Im Rahmen des Gruppenfeedbacks lernen die TeilnehmerInnen Rückmeldung für Präsentationen und Vorgänge in der Metaebene zu geben und selbst mit derartigen Rückmeldungen konstruktiv umzugehen.
B.) Alternativ wird eine Veranstaltung Rhetorik angeboten, die Vortragsstil, Grundlagen eines Fachvortrages, ein Bewerbergespräch, Mitarbeiter-Führungs-Gespräch und Regeln der Verhandlungsstrategie behandelt.

A.) Das Kurssystem beinhaltet 6 Kompaktseminare mit jeweils 1 SWS, von denen jeder Studierende vier auswählt. Die Kursinhalte sollten sich an den zentralen Themen der Rhetorik, Kommunikation, Moderation, Präsentation, Freie Rede, Berichterstellung etc. festmachen, können aber in der Themenwahl flexibel ausgestaltet sein. Beispielhafte Themenwahl für das Kurssystem über zwei Semester:
1.)Kommunikationsmanagement,
2.)Präsentationstechnik,
3.)Moderationstechnik,
4.)Selbstwahrnehmung/Fremdwahrnehmung,
5.)Protokollieren und Berichten,
6.)Rednerschulung.
Alle Kurse werden jeweils im 1. und im darauffolgenden 2. Semester angeboten.
B.)Inhalte der Rhetotik-Veranstaltung:
-Das Bewerbergespräch.
-Das Mitarbeiter-Führungs-Gespräch.
-Freie Rede.
-Der Fachvortrag.
-Regeln der Verhandlungsstrategie.

Literatur

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben.

Informatik mit Labor

Art Vorlesung/Labor
Nr. M+V642
SWS 3.0
Lerninhalt

In der Vorlesung werden die Grundlagen der Informatik erläutert und anhand von Rechnersystemen und
Anwendungsbeipielen verdeutlicht. Die Funktionsweise von Rechnern, die Einbindung in vorhandene Netze sowie der prinzipielle Aufbau von Programmen werden in der Vorlesung erläutert und im begleitenden Labor anhand von einfachen Programmierungen dargestellt.

Inhalte der Veranstaltung sind:
1. Rechnerarchitekturen
2. Porgramme und Programmierung
3. Netze und aktive Netzkomponenten
4. Betriebssysteme
5. Anwendungsprogramme.

Literatur

- Rechneraufbau und Rechnerarchitektur, A. Böttcher, Springer Verlag, 2006

- Rechnerkommunikaton für Anwender, J. Hennekeuser, G. Peter, Springer-Verlag, 1994

- RRZN Uni Hannover, VBA-Programmierung - Integrierte Lösungen mit Office 2000, Hannover 2000, 2000

- RRZN-Handbuch: Java 2, Regionales Rechenzentrum Niedersachsen, 2000.

Maschinenelemente

Empfohlene Vorkenntnisse

Erforderliche Vorkenntnisse: Technische Mechanik 1, Werkstoffe 1

Lernziele / Kompetenzen

Die Studierende erlangen grundlegende Kenntnisse im Bereich der Konstruktions- Gestaltungsregeln des Maschinenbaus,  der technischen Kommunikation, der Anwendung ausgewählter Maschinenelemente (z.B. Lager, Schrauben) sowie im Bereich der praktischen Festigkeitslehre (statischer und dynamischer Festigkeitsnachweis).

Die zukünftigen Ingenieurinnen und Ingenieure der ES sind damit in der Lage, die maschinenbaulichen konstruktiven Grundlagen der fachspezifischen Konstruktionen der Energiesystemtechnik in der Kommunikation mit konstruktiv tätigen Entwicklern anzuwenden, fachspezifische Konstruktionen hinsichtlich der maschinenbaulichen konstruktiven Grundlagen qualitativ zu beurteilen und in Grenzen auch eigenständig konstruktiv tätig zu werden.

 

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

Die Endnote wird aus den Noten für die K90 Klausur und die Hausarbeit HA ermittelt: Gewichtung 20 % HA und 80 % K90.

Leistungspunkte Noten

gemäß Studien- und Prüfungsordnung

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Bernd Waltersberger

Haeufigkeit -
Veranstaltungen

Maschinenelemente/Konstruktionslehre I

Art Vorlesung/Übung
Nr. M+V815
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Einführung in die Maschinen- und Konstruktionselemente.
  • Grundlagen der Dimensionierungsansätze und Festigkeitsberechnungen: Belastungen und Beanspruchungen, Grundbeanspruchungsarten (Zug/Druck, Biegung, Torsion und Querkraftschub), Flächenpressung und Wälzpaarungen, Vergleichsspannungshypothesen, Zeitlicher Beanspruchungsverlauf, Belastungsfälle, Dauerfestigkeitsschaubilder und Wöhlerlinie, Größeneinflussfaktoren, Kerbspannungen, Formzahlen, Stützwirkung, Kerbwirkungszahlen, Festigkeitskonzepte, Berechnungsrichtlinien (FKM Richtlinie bzw. DIN 743).
  • Tragfähigkeitsberechnung von Wellen und Achsen nach DIN 743 bzw. FKM Richtlinie: Funktion und Wirkung , Gestaltung und Vordimensionierung von Wellen und Achsen, Werkstoff-Festigkeitskennwerte, statischer Nachweis des Vermeidens von bleibender Verformung, Anriss oder Gewaltbruch, dynamischer Nachweis des Vermeidens von Dauerbrüchen, Kontrollberechnungen.
  • Stift- und Bolzenverbindungen
  • Schweißverbindungen
Literatur

 

  • Schlecht B. Maschinenelemente 1: Festigkeit, Wellen, Verbindungen, Federn, Kupplungen.  Pearson Studium Verlag, 2015
  • Niemann G, Winter H, Höhn B.-R. Maschinenelemente: Band I: Konstruktion und Berechnung von Verbindungen, Lagern, Wellen. 4. Auflage, Berlin: Springer Verlag. 2005
  • Roloff/Matek. Maschinenelemente: Normung, Berechnung, Gestaltung. 23. Auflage, Wiesbaden: Springer Vieweg Verlag. 2017
  • DIN 743. Tragfähigkeitsberechnung von Wellen und Achsen. Teil I, II und III. deutsche Norm. 2012
  • FKM-Richtlinie. Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile. Forschungskuratorium Maschinenbau (FKM), Frankfurt/Main: VDMA-Verlag. 2012
  • Daryusi A. Vorlesungsmanuskript zu Maschinenelementen 1. HS Offenburg. 2017

 

Mathematik I

Empfohlene Vorkenntnisse

Erforderliche Vorkenntnisse: Schulkenntnisse Mathematik, ev. Brückenkurs.

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden besitzen das Rüstzeug, wesentliche Wirkungszusammenhänge in den angewandten Wissenschaften nachvollziehen zu können und konstruktiv damit umgehen können. Die Studierenden beherrschen die mathematische Fachterminologie, das Instrumentarium und das grundsätzliche Herangehen an Problembehandlungen so, dass sie diese auf konkrete ingenieurmäßige Aufgaben übertragen und anwenden können. Die Studierenden sind in der Lage, Probleme aus der Praxis mit Hilfe des Vorlesungsstoffs selbständig zu lösen.

 

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90
Selbststudium / Gruppenarbeit: 120
Workload 210
ECTS 7.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

K90 Klausur.

Leistungspunkte Noten

gemäß Studien- und Prüfungsordnung

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. pol. Ulrich Niemeyer

Haeufigkeit jedes Jahr (WS)
Veranstaltungen

Mathematik I

Art Vorlesung
Nr. M+V800
SWS 6.0
Lerninhalt
  • Wiederholung der Grundlagen
    Zunächst wird das Basiswissen wiederholt (Mengen, Zahlen, Gleichungen und Ungleichungen, Binome, Rechnen mit Brüchen, Potenzen und Logarithmen), Grundlagen der Aussagenlogik
  • Vektoralgebra und analytische Geometrie
    Nach Einführung der Grundbegriffe und Grundlagen werden die Anwendungsmöglichkeiten besprochen und die Anwendung im 3-dimensionalen Raum geübt, der Zusammenhang mit linearen Gleichungssystemen wird dargestellt
  • Funktionen und Kurven
    Anhand wichtiger Funktionen (ganz- und gebrochenrationale Funktionen, Potenz- und Wurzelfunktionen, trigonometrische Funktionen, Exponential- und Logarithmusfunktion, Hyperbelfunktion) wird der Funktionsbegriff und die Darstellung von Funktionen geübt. Den Abschluss bilden Betrachtungen zur Stetigkeit und zum Grenzwert.
  • Differentialrechnung
    Über die Vertiefung des Grenzwertbegriffs wird die Differentialrechnung eingeführt. Die Ableitungsregeln werden an verschiedenen praktischen Beispielen geübt.
  • Folgen und Reihen
    Der Begriff der Folge wird eingeführt, es werden unendliche Reihen, Potenzreihen und die Taylorentwicklung besprochen.
  • Integralrechnung
    Abschluss bildet die Integralrechnung. Bestimmte und unbestimmte Integrale, Ingerationsregeln und -methoden werden besprochen.
Literatur
  • Papula, L.: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 1, Vieweg, Papula, L. (Vieweg, 2000) 
  • Arens et al: Mathematik, (Spektrum Akademischer Verlag, 2011)

Mathematik II

Empfohlene Vorkenntnisse

Erforderliche Vorkenntnisse: Stoff des Moduls Mathematik I.

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden können ingenieurwissenschaftliche Probleme mathematisch modellieren und die für das Modell geeigneten mathematischen Hilfsmittel aus dem Stoff Mathematik 2 erkennen und anwenden. Sie sind z.B. in der Lage, unter Verwendung der Literatur eine inhomogene lineare Differentialgleichung zweiter Ordnung zügig und sicher zu lösen.

Inhalte

  1. Komplexe Zahlen
    Die komplexe Zahl und ihre Darstellungsmöglichkeiten werden diskutiert. Dabei werden die Rechenregeln eingeführt und Möglichkeit der Darstellung der komplexe Funktion einer reellen Veränderlichen als Ortskurve vertieft, ebenso dietechnischen Anwendungen.
  2. Lineare Algebra
    Nach Einführung von Determinanten und Matrizen werden lineare Gleichungssysteme gelöst. Eigenwerte undEigenvektoren werden besprochen
  3. Gewöhnliche Differentialgleichungen
    Die Bedeutung der Differentialgleichung und der technische Unterschied zwischen Anfangs- und Randwertproblemwerden erläutert. Lösungsmethoden für Differentialgleichungen 1. Ordnung und 2. Ordnung mit konstantenKoeffizienten werden hergeleitet. Die Lösung von linearen Differentialgleichungen n-ter Ordnung mit konstanten Koeffizienten wird sowohl mit dem Exponentialansatz als auch über die Laplace-Transformation gezeigt
  4. Differential- und Integralrechnung für Funktionen von mehreren Variablen
    Den Abschluss bildet die Betrachtung von Funktionen mit mehreren Variablen sowie die Differentiation undIntegration dieser Funktionen
Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90
Workload 150
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

K90 Klausur.

Leistungspunkte Noten

gemäß Studien- und Prüfungsordnung

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. rer. pol. Anke Weidlich

Haeufigkeit jedes 2. Semester
Veranstaltungen

Mathematik II

Art Vorlesung
Nr. M+V801
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Lineare Algebra
    Nach Einführung von Determinanten und Matrizen wird der Zusammenhang zu linearen Gleichungssystemen hergestellt. Eigenwerte und Eigenvektoren werden besprochen.
  • Komplexe Zahl
    Die komplexe Zahl und ihre Darstellungsmöglichkeiten werden diskutiert. Dabei werden die Rechenregeln eingeführt und Möglichkeit der Darstellung der komplexe Funktion einer reellen Veränderlichen als Ortskurve vertieft, ebenso die technischen Anwendungen.
  • Gewöhnliche Differentialgleichungen
    Die Bedeutung der Differentialgleichung und der technische Unterschied zwischen Anfangs- und Randwertproblem werden erläutert. Lösungsmethoden für Differentialgleichungen 1. Ordnung und 2. Ordnung mit konstanten Koeffizienten werden hergeleitet. Die Lösung von linearen Differentialgleichungen n-ter Ordnung mit konstanten Koeffizienten wird sowohl mit dem Exponentialansatz als auch über die Laplace-Transformation gezeigt.
  • Differential- und Integralrechnung für Funktionen von mehreren Variablen
    Den Abschluss bildet die Betrachtung von Funktionen mit mehreren Variablen sowie die Differentiation und Integration dieser Funktione. Substitutionsregeln für Funktionen mehrerer Variabler werden besprochen und auf Koordinatentransformationen angewendet.
Literatur
  • Papula, L.: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 2, Vieweg, Papula, L. (Vieweg, 2000) 
  • Arens et al: Mathematik, (Spektrum Akademischer Verlag, 2011)

Mechanik I

Empfohlene Vorkenntnisse

Erforderliche Grundkenntnisse:
Mathematik- und Physikkenntnisse auf dem Niveau der Sekundarstufe II, Vektorrechnung.

Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden können
1) mit den Begrifflichkeiten der Statik sicher umgehen
2) Linien-, Flächen und Volumenschwerpunkte bestimmen
3) mechanische Systeme einordnen und in analysierbare Teilsysteme zerlegen
4) die Lösbarkeit von Teilsystemen beurteilen
5) Lagerkräfte und Schnittlasten ermitteln
6)Reibungseinflüsse beurteilen und berücksichtigen.

siehe Modulbeschreibung.

 

SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90
Selbststudium / Gruppenarbeit: 120
Workload 210
ECTS 7.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

K120 Klausur.

Leistungspunkte Noten

gemäß Studien- und Prüfungsordnung

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Evgenia Sikorski

Haeufigkeit -
Veranstaltungen

Technische Mechanik I

Art Vorlesung
Nr. M+V806
SWS 6.0
Lerninhalt
  • Einführung, Lehrsätze der Statik
  • Kraftvektoren, Vektorrechnung
  • Gleichgewicht am Punkt
  • Resultierende von Kräftesystemen
  • Gleichgewicht eines starren Körper
  • Fachwerke und Systeme starrer Körper
  • Schnittgrößen
  • Reibung
  • Schwerpunkte, Flächenmomente 2. Ordnung
Literatur
  • Hibbeler R. Technische Mechanik 1: Statik. München: Pearson Education. 2006
  • Gross D, Hauger W, Schnell W, et al. Technische Mechanik: Band 1: Statik. Berlin: Springer. 2004
  • Romberg O, Hinrichs N. Keine Panik vor Mechanik!. Wiesbaden: Vieweg. 2006

Mechanik II

Empfohlene Vorkenntnisse

Erforderliche Grundkenntnisse:
Technische Mechanik I, Mathematik I.

Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden können
1) kritische Stellen bezüglich des Versagens von mechanischen Strukturen erkennen
2)Zug/Druck-, Biege- und Schubspannungen in mechanischen Strukturen berechnen
3)Zusammenhänge zwischen Spannungen und Dehnungen/Formänderungen herstellen und den Anwendungsbereich für linear-elastisches Verhalten abstecken
4)die für verschiedene Belastungsfälle (Zug, Druck, Biegung, Torsion und Knickung) begrenzenden Spannungen identifizieren
5)komplexe Belastungssituation als Überlagerung einfacher Belastungsfälle zusammensetzen
6)Spannungen und Verformungen aus Temperaturänderungen ermitteln.

siehe Modulbeschreibung.

 

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

K90 Klausur.

Leistungspunkte Noten

gemäß Studien- und Prüfungsordnung

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Evgenia Sikorski

Haeufigkeit -
Veranstaltungen

Technische Mechanik II

Art Vorlesung
Nr. M+V807
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Lineare Elastizitätstheorie (mit Wärmedehnung)
  • Hookesches Gesetz für Normal- und Schubspannungsbeanspruchung
  • Zug und Druck
  • Torsion (rotationssymmetrische Vollquerschnitte, geschlossene dünnwandige Hohlquerschnitte)
  • Biegung
  • Querkraftschub
  • Spannungstransformation, Mohrscher Spannungskreis, (Spannungshypothesen)
  • Knicken
  • Wöchentliche Übungen

 

Literatur
  • Technische Mechanik 2, Festigkeitslehre, Russell C. Hibbeler (Pearson, 2006)
  • Keine Panik vor Mechanik, Romberg, Oliver. Hinrichs, Nikolaus, Wiesbaden, 2008
  • Technische Mechanik 2: Elastostatik, Gross D, Hauger W, Schnell W (Springer, 2000)
  • Technische Mechanik Band 2: Festigkeitslehre, B. Assmann (Oldenbourg, 2003)
  • Technische Mechanik, Band 3: Festigkeitslehre, Holzmann G, Meyer H, Schumpich G (Teubner, 2000)

Physik

Empfohlene Vorkenntnisse

Gute Kenntnisse in Mathematik und Physik auf dem Niveau der Sekundarstufe. Der Mathematik-Vorkurs wird
dringend empfohlen!

Gute Kenntnisse in Mathematik und Physik auf dem Niveau der Sekundarstufe bzw. Mathematik-Vorkurs.

Inhalte der Vorlesungen Mathematik I, Physik I.

Lernziele / Kompetenzen

Der Ingenieur der Energie-Systemtechnik benötigt die physikalischen Grundlagen für das Verständnis der im Studium folgenden Fachvorlesungen und insbesondere für alle technischen Fachgebiete in der Praxis. Die Studierenden müssen in der Lage sein, grundlegende physikalische Aufgabenstellungen zu lösen. Dazu gehört die Anwendung von Erhaltungssätzen, Bewegungsgleichungen und Ergebnissen der modernen Physik. In den Vorlesungen Physik I und Physik II werden die physikalischen Zusammenhänge anhand konkreter Beispiele vorgestellt, entwickelt, beschrieben und erläutert und die Anwendung spezieller mathematischer Methoden geübt.
Im Praktikum macht die weitgehend selbst aufgebaute Versuchsanordnung, die auch modernen Apparate zugrunde liegenden physikalischen Prinzipien, das Zusammenspiel der benutzten Komponenten und ihre Beeinflussbarkeit durch den Experimentator deutlich. In den Versuchen wird die Kunst des Messens und Beobachtens, die Gewinnung quantitativer Zusammenhänge, die Erarbeitung physikalischer Sachverhalte und besonders die kritische Wertung der gewonnen Ergebnisse geübt. Ebenso muss sich der Experimentator mit den benutzten Apparaten und ihrer Funktion vertraut machen. Die Experimente werden in kleinen, betreuten Gruppen bearbeitet. Die Schlüsselkompetenzen Kommunikationsfähigkeiten, Teamfähigkeit, und die Umsetzung theoretischer Grundlagen in praktische
Anwendungen werden eingeübt.

Die Studierenden verstehen die wesentlichen physikalischen und technischen Grundlagen der Physik und ihrer Teilgebiete und sind in der Lage, diese Grundlagen in den weiterführenden Lehrveranstaltungen des Studiengangs und in der späteren beruflichen Praxis umzusetzen. Sie besitzen klare Vorstellungen über die Anwendbarkeit der behandelten Gesetze einschließlich der Grenzen der verwendeten Modelle. Sie sind in der Lage, sich einfache physikalische Kenntnisse und Fähigkeiten selbst aus der Literatur anzueignen und verfügen über ein Verständnis der Physik.

Die Studierenden verstehen die wesentlichen physikalischen und technischen Grundlagen der Physik und ihrer Teilgebiete und sind in der Lage, diese Grundlagen in den weiterführenden Lehrveranstaltungen des Studiengangs und in der späteren beruflichen Praxis umzusetzen. Sie besitzen klare Vorstellungen über die Anwendbarkeit der behandelten Gesetze einschließlich der Grenzen der verwendeten Modelle. Sie sind in der Lage, sich einfache physikalische Kenntnisse und Fähigkeiten selbst aus der Literatur anzueignen und verfügen über ein Verständnis der Physik der grundlegenden Messgeräte der Experimentalphysik.

Selbständige Vorbereitung und Druchführung von Laborversuchen, sowie Auswertung und Anfertigung von Laborberichten.

SWS 8.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 120
Selbststudium / Gruppenarbeit: 150
Workload 270
ECTS 9.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Die Endnote ergibt sich aus den Noten für die K90 Klausur Physik I mit einem Gewicht von 2/3 und der K60 Klausur Physik II mit 1/3.
Das Physik Labor wird je nach Erfolg mit "mit Erfolg" oder "ohne Erfolg" gewertet.

Leistungspunkte Noten

gemäß Studien- und Prüfungsordnung

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. habil. Reiner Staudt

Haeufigkeit -
Veranstaltungen

Physik I

Art Vorlesung
Nr. M+V804
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Physikalische Größen und mathematische Grundlagen
    Definitionen und Maßeinheiten; eine Auswahl mathematischer Verfahren in der Physik
  • Mechanik
    Kinematik und Dynamik: Grundgesetze der klassischen Mechanik, Mechanik des Massenpunktes, Gravitationskraft und Coulombkraft;
    Arbeit, Energie und Leistung;
    elastischer und inelastischer Stoß;
    Mechanik des starren Körpers, Translation und Rotation;
    Mechanik deformierbarer Körper
  • Wärme
    Wärmeausdehnung;
    1. Hauptsatz der Thermodynamik;
    ideales Gas
  • Ausgewählte Anwendungsbeispiele
Literatur
  • Physik, D. C. Giancoli (Pearson Education, 2009)
  • Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, P. A. Tipler (Springer Spektrum Verlag, 2015)
  • Physik für Ingenieure, Hering, Martin, Stohrer (Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2012)
  • Physik, U. Harten (Springer Vieweg, 2017)
  • Taschenbuch der Physik, H. Kuchling (Carl-Hanser-Verlag, 2014)
  • Taschenbuch der Physik, Stöcker (Verlag Harri Deutsch, 2014)

Physiklabor

Art Labor
Nr. M+V846
SWS 2.0
Lerninhalt

Im Praktikum wird in einfachen Versuchen die Kunst des Messens und Beobachtens, die Gewinnung quantitativer Zusammenhänge, die Erarbeitung physikalischer Sachverhalte und besonders die kritische Wertung der gewonnenen Ergebnisse geübt und sich mit den benutzten Apparaten und ihrer Funktion vertraut gemacht.
Die Experimente werden in kleinen betreuten Gruppen bearbeitet. Am Ende eines jeden Versuchs steht die Anfertigung eines Laborberichts. Dieser beinhaltet neben den theoretischen Grundlagen des Versuchs eine geeignete Darstellung der wichtigsten Ergebnisse inklusive einer Abschätzung der Fehler im Rahmen einer Fehlerrechnung.
Für jeden Versuch ist ein Laborbericht zu erstellen.

Literatur
  • Physikalisches Praktikum, D. Geschke (Teubner, 2001)
  • Praktikum der Physik, W. Walcher (Teubner, 2000)
  • Physik, D. C. Giancoli (Pearson Education, 2009)
  • Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, P. A. Tipler (Springer Spektrum Verlag, 2015)
  • Taschenbuch der Physik, H. Kuchling (Carl-Hanser-Verlag, 2014)

Physik II

Art Vorlesung
Nr. M+V805
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Schwingungen und Wellen
    Mechanische Schwingungen: freie, gedämpfte und erzwungene Schwingungen, Resonanz
    Eigenschaften mechanischer und akustischer Wellen
  • Optik
    Geometrische Optik: Reflexion und Brechung, optische Instrumente
    Wellenoptik: Interferenz und Beugung
  • Ausgewählte Anwendungsbeispiele
Literatur
  • Physik, D. C. Giancoli (Pearson Education, 2009)
  • Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, P. A. Tipler (Springer Spektrum Verlag, 2015)
  • Physik für Ingenieure, Hering, Martin, Stohrer (Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2012)
  • Physik, U. Harten (Springer Vieweg, 2017)
  • Taschenbuch der Physik, H. Kuchling (Carl-Hanser-Verlag, 2014)
  • Taschenbuch der Physik, Stöcker (Verlag Harri Deutsch, 2014)

Werkstoffe

Empfohlene Vorkenntnisse

Vorlesungsinhalte Werkstofftechnik I.

keine.

 

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden sind in der Lage, anhand von Werkstoffeigenschaften wie z.B. der Streckgrenze, der Zugfestigkeit und der chemischen Zusammensetzung die Werkstoffe zu erkennen, für die entsprechende Aufgabenstellung auszuwählen und die dabei gewonnenen Kenntnisse bezüglich der Konstruktion, der Fertigung und der Weiterverarbeitung wie Wärmebehandlungen einzusetzen. Sie sind in der Lage, Fachgespräche mit Konstrukteuren und Werkstoffspezialisten zu führen und die Wahl der Werkstoffe darzustellen und hinreichend zu begründen.

Die Studierenden besitzen die Kenntnis der verschiedensten Werkstoffe und deren zerstörende und nicht zerstörende Werkstoffprüfung.

Die Studierenden besitzen ein ausgeprägtes werkstoffkundliches Basiswissen und verfügen über ein verbessertes Verständnis des Zusammenhanges zwischen strukturellem Mikrogefüge und den makroskopischen Eigenschaften unterschiedlicher Werkstoffe. Sie sind in der Lage, anhand der Werkstoffeigenschaften die Werkstoffe zu erkennen, für die entsprechende Aufgabenstellung gezielt auszuwählen und die dabei gewonnenen Kenntnisse im Hinblick auf Konstruktion und Fertigung bzw. auf deren Weiterverarbeitung einzusetzen.

Dauer 1
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung V 60 / L 3
Selbststudium / Gruppenarbeit: V90 / L 6
Workload V150 / L 9
ECTS 8.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Das Labor wird auf Grund einer Laborarbeit LA und einer mündlichen Prüfung M bewertet. Für die Labornote zählt LA anteilig 70 % und M 30 %.
Die Gesamtnote des Moduls berechnet sich aus der Benotung der K90 Klausur Werkstofftechnik I mit einer
Gewichtung von 2/3 und der Labornote mit einer gewichtung von 1/3.

Leistungspunkte Noten

gemäß Studien- und Prüfungsordnung

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Thomas Seifert

Haeufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Energiesystemtechnik (Bachelor) / Pflicht

Veranstaltungen

Werkstofftechniklabor

Art Labor
Nr. M+V640
SWS 2.0
Lerninhalt

Eigene Durchführung der Versuche in 2-er Gruppen.

Versuche:
Zugversuch
Kerbschlagbiegeversuch
Härteprüfungen (Vickers, Rockwell, Brinell)
Härten und Vergüten
Metallografischer Schliff
Spektralanalyse
Röntgenprüfung einer Schweißnaht
Ultraschallprüfung eines Probekörpers
Magnetpulverprüfungen an unterschiedlichen Teilen
Eindringprüfungen an unterschiedlichen Teilen.

Literatur
  • Werkstoffkunde, Bargel, Schulze (Springer)
  • Werkstofftechnik, Seidel (Hanser-Verlag)

Werkstofftechnik I

Art Vorlesung
Nr. M+V809
SWS 4.0
Lerninhalt

In der Vorlesung werden aufbauend auf den werkstoffkundlichen Grundlagen der Metalle die Änderungen der Eigenschaften durch z. B Legierungselemente und Wärmebehandlungen vorwiegend am Beispiel Stahl entwickelt, beschrieben und erläutert. Dabei werden Tafelarbeit, und Overheadfolien eingesetzt.

Grundlagen der Kristallographie,
Eigenschaften der Metalle
Grundlagen der Legierungen,
Zweistoffsyteme mit Eisen-Kohlenstoffdiagramm
Grundlagen der Wärmebehandlung von Stahl
Werkstoffprüfung
Einfluss der Legierungselemente auf die Eigenschaften von Stahl
Bezeichnungssystem der Stähle
Stahlgruppen
Besprechung ausgewählter Stähle nach EN Normen
Ausblick auf Nichteisenmetalle.

Literatur
  • Werkstoffkunde, Bargel, Schulze (2000)
  • Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung, Weisbach (2000)
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