modulhandbuch bachelorstudiengang energie- und ... · ren sowie programmpakete zur numerischen...

Fakultät für Elektro- und Informationstechnik

Modulhandbuch

Bachelorstudiengang

Energie- und Automatisierungstechnik

Stand Rev. 7, 01.08.2011

Einleitung

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Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung .................................................................................................................................................. 4

1.1 Module ............................................................................................................................................... 5

1.2 Leistungspunkte ................................................................................................................................. 6

1.3 Prüfungsleistungen ............................................................................................................................ 6

2 Übersicht über den Studiengang .............................................................................................................. 7

2.1 Grundstudium .................................................................................................................................... 7

2.2 Hauptstudium ..................................................................................................................................... 8

3 Module .................................................................................................................................................... 10

3.1 Erstes Semester .............................................................................................................................. 10

3.1.1 Höhere Mathematik 1 ................................................................................................................. 10

3.1.2 Grundlagen der Elektrotechnik 1 ............................................................................................... 11

3.1.3 Physik ......................................................................................................................................... 13

3.1.4 Grundlagen der Informatik 1 ...................................................................................................... 14

3.1.5 Konstruktionslehre ..................................................................................................................... 16

3.2 Zweites Semester ............................................................................................................................ 18


3.2.2 Grundlagen der Elektrotechnik 2 ............................................................................................... 19

3.2.3 Mikrocontroller-Systeme ............................................................................................................ 20

3.2.4 Grundlagen der Informatik 2 ...................................................................................................... 22

3.2.5 Fremdsprachen .......................................................................................................................... 23

3.3 Drittes Semester .............................................................................................................................. 25


3.3.2 Messtechnik ............................................................................................................................... 26

3.3.3 Elektronik ................................................................................................................................... 28

3.3.4 Systemtheorie ............................................................................................................................ 29

3.3.5 Elektrische Maschinen 1 ............................................................................................................ 30

3.4 Viertes Semester ............................................................................................................................. 32

3.4.1 Berechnungsverfahren der Elektrotechnik ................................................................................. 32

3.4.2 Elektrische Energiesysteme ....................................................................................................... 33

3.4.3 Elektrische Maschinen 2 ............................................................................................................ 36

3.4.4 Automatisierungstechnik 1 ......................................................................................................... 37

3.4.5 Regelungstechnik ...................................................................................................................... 39

3.5 Fünftes Semester ............................................................................................................................ 41

3.5.1 Praxistätigkeit ............................................................................................................................. 41

3.5.2 Praxis Vor- und Nachbereitung .................................................................................................. 42

3.6 Sechstes Semester .......................................................................................................................... 43

3.6.1 Leistungselektronik .................................................................................................................... 43

3.6.2 Energieumformung .................................................................................................................... 44

3.6.3 Hochspannungstechnik und Elektromagnetische Verträglichkeit .............................................. 46

3.6.4 Automatisierungstechnik 2 ......................................................................................................... 48

3.6.5 Projektarbeit ............................................................................................................................... 50

3.7 Siebentes Semester ........................................................................................................................ 52

3.7.1 Elektrische Netze ....................................................................................................................... 52

3.7.2 Sozialkompetenz ........................................................................................................................ 54

3.7.3 Bachelor-Thesis ......................................................................................................................... 57

3.7.4 Abschlusskolloquium ................................................................................................................. 58

Einleitung

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Revisionen:

Rev. 1: Datum 03.05.07, Aktualisierung der Fachnummern mit Prüfungsamt, Prof. Klönne

Rev. 2: Datum 06.07.07, Aktualisierung des Hochschulnamens, Prof. Klönne

Rev. 3: Datum 22.01.08, Überarbeitung Lernziele/Kompetenzen, Prof. Klönne, Prof. Schultz

Rev. 4: Datum 22.01.08, Korrektur Modulübersicht mit Modulbeschreibungen, Prof. Klönne

Rev. 5: Datum 01.09.10, Anpassung Modulübersicht an die STPO4, Prof. Klönne

Rev. 6: Datum 31.05.11, Überarbeitung Modulübersicht, Prof. Klönne

Rev. 7: Datum 01.08.11, Überarbeitung Modulübersicht, Anpassung Lehrbeauftragte, Prof. Klönne

Einleitung

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1 Einleitung

Dieses Handbuch beschreibt den Bachelor-Studiengang Energie- und Automatisierungstechnik, der an der Fakultät für Elektro- und Informationstechnik der Hochschule Karlsruhe – Technik und Wirtschaft angeboten wird.

Ziel des Handbuchs ist es, den Studierenden sowie Studiumsinteressenten einen Überblick über das Studi-um der Energie- und Automatisierungstechnik zu geben (Kapitel 2) und gleichzeitig auch eine ausführliche Beschreibung der Lehrinhalte der einzelnen Module und der ihnen zugeordneten Lehrveranstaltungen zu liefern. Insofern erfüllt dieses Modulhandbuch auch die Funktion eines kommentierten Vorlesungsverzeich-nisses.

Die Beschreibung der Module orientiert sich an den Standards, die von der Kultusministerkonferenz (KMK) in ihrem Beschluss vom 15.09.2000 zur Einführung von Leistungspunkten und zur Modularisierung der Stu-diengänge vorgegeben wurden.

Einleitung

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1.1 Module

Unter Modularisierung versteht man die Zusammenfassung von Stoffgebieten zu thematisch und zeitlich abgerundeten, in sich geschlossenen und mit Leistungspunkten versehenen abprüfbaren Einheiten, genannt Module. Module können sich aus verschiedenen Lehr- und Lernformen zusammensetzen und umfassen in der Regel Lehrveranstaltungen aus demselben Semester; sie können sich aber auch über mehrere Semes-ter erstrecken. Wenn alle zu einem Modul gehörigen Prüfungsleistungen erbracht sind, werden dem Prü-fungskonto Leistungspunkte gutgeschrieben und es wird die Note des Moduls berechnet.

Mit der Modularisierung wird das Ziel verfolgt, die Mobilität der Studierenden zu fördern, indem ein wechsel-seitiges Anerkennen von Studienleistungen ermöglicht wird.

Einleitung

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1.2 Leistungspunkte

Die Leistungspunkte (englisch Credit Points, Abkürzung CP) dienen der quantitativen Erfassung der von den Studierenden erbrachten Arbeitsleistung. Ein Leistungspunkt entspricht dabei einem Studienaufwand von 30 Stunden effektiver Studienzeit; dies umfasst Präsenzzeiten, Vor- und Nachbereitung sowie Prüfungsvorbe-reitung. Ein Studienjahr umfasst 60 CP, entsprechend 1800 Arbeitsstunden im Jahr. Der Umfang von Lehr-veranstaltungen und die zugehörigen Leistungspunkte der einzelnen Lehrveranstaltungen sind in den Mo-dulbeschreibungen angegeben. Leistungspunkte werden nur insgesamt für ein Modul vergeben und nur dann, wenn alle einem Modul zuge-ordneten Prüfungsleistungen erfolgreich abgelegt wurden.

1.3 Prüfungsleistungen

In der Studien- und Prüfungsordnung sind die Fachprüfungen angegeben, die für das Studium der Energie- und Automatisierungstechnik abzulegen sind. Fachprüfungen setzen sich zusammen aus einer oder mehre-ren Prüfungen, die studienbegleitend zu jeder Lehrveranstaltung abzulegen sind. Die Note für die Fachprü-fung wird in der Regel als ein gewichteter Mittelwert der Noten der ihr zugeordneten Prüfungsleistungen berechnet. In einzelnen Fällen kann verlangt werden, dass zum erfolgreichen Bestehen der Fachprüfung jede zugeordnete Prüfungsleistung für sich bestanden sein muss. Details hierzu ergeben sich aus der Stu-dien- und Prüfungsordnung.

In der Regel umfasst eine Fachprüfung die Prüfungsleistungen der Lehrveranstaltungen, die zu einem Modul gehören. Durch Begrenzungen in der Gesamtzahl der Fachprüfungen sowie der Prüfungsleistungen einer-seits sowie in der Gestaltung der Module und der Anzahl der Leistungspunkte je Modul andererseits kann eine Fachprüfung in Ausnahmefällen auch zwei Module umfassen.

Übersicht über den Studiengang

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2 Übersicht über den Studiengang

Der Bachelor-Studiengang der Energie- und Automatisierungstechnik ist in ein Grundstudium und ein Hauptstudium aufgeteilt. Das Grundstudium umfasst die ersten zwei Studiensemester. Das Hauptstudium umfasst die Studiensemester drei bis sieben, wobei das fünfte Studiensemester das integrierte Praxisse-mester ist und im siebenten Semester die Bachelor-Thesis zu erstellen ist.

Eine Übersicht über die im Studium abzuleistenden Module geben die Abbildungen 1 und 2. Jedes Rechteck in der Abbildung stellt ein Modul dar. Die gemäß Studienplan in einem Semester zu besuchenden Module sind zeilenweise angeordnet. In den Spalten sind thematisch ähnliche Module zusammengefasst.

Mit „S:“ ist die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) der zu dem Modul gehörenden Lehrveranstaltun-gen angegeben und mit „CP:“ die dem Modul zugeordneten Leistungspunkte.

In jedem Studiensemester sind 30 Leistungspunkte zu erzielen, insgesamt umfasst der Bachelor-Studiengang also 210 Leistungspunkte. Die Anzahl der Semesterwochenstunden der Lehrveranstaltungen schwankt in den Theoriesemestern zwischen 24 und 28 SWS.

2.1 Grundstudium

In Abbildung 1 ist der Aufbau des Grundstudiums Energie- und Automatisierungstechnik dargestellt. Diese bezieht sich auf die STPO4.

Abbildung 1 Übersicht über die Module des Grundstudiums

Das Grundstudium umfasst Module im Gesamtumfang von 60 CP, aufgeteilt auf zwei Semester. Thematisch gliedert sich das Grundstudium in fünf fachbezogene Themenschwerpunkte und einem Modul aus dem Be-reich Sozialkompetenz: in diesem Fall das Modul Fremdsprache, in der Regel Englisch.

Der Themenschwerpunkt Mathematik mit den Modulen HM1 und HM2 umfasst zwei Mathematik-Vorlesungen.

Der Themenschwerpunkt Grundlagen der Elektrotechnik bietet die Einführung in die klassische Elektrotech-nik in drei Vorlesungen und einer Laborveranstaltung.

Der Schwerpunkt Elektronische Systeme ergänzt die Grundlagen der Elektrotechnik um die für den Elektro-ingenieur unabdingbaren Physikgrundlagen sowie die Mikrocontroller-Systeme.

Programmierkenntnisse erwerben die Studierenden im Schwerpunkt Informationstechnik, wo in den Modulen Grundlagen der Informatik 1 und 2 Informatik-Basiswissen sowie eine Programmiersprache (in der Regel C/C++) gelehrt und in den in die Vorlesung integrierten Rechnerübungen angewandt wird.

Im Modul Konstruktionslehre werden in den Vorlesungen Technische Mechanik und Werkstoffe der Elektro-technik Kenntnisse über Elektromechanische Systeme vermittelt.

In den ersten zwei Semestern sind von den Studierenden insgesamt 12 benotete Prüfungsleistungen und 4 Übungs-/Laborveranstaltungen zu absolvieren.


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2.2 Hauptstudium

Das Hauptstudium ist in Abbildung 2 dargestellt. Auch hier werden einheitlich 30 CP je Semester vergeben. Die angezeigte Modulübersicht bezieht sich auf die STPO4.

Abbildung 2 Übersicht über die Module des Hauptstudiums

Die Lehrveranstaltung HM3 und das zugehörige Labor Numerische Mathematik, in dem numerische Verfah-ren sowie Programmpakete zur numerischen Simulation (z.B. MATLAB) in Rechnerübungen gelehrt werden, die Vorlesungen Messtechnik, Elektronik, Systemtheorie und Elektrische Maschinen vertiefen die im Grund-studium erworbenen Kenntnisse. In den Laborveranstaltungen zur Messtechnik und Elektronik wird das Wis-sen praktisch angewendet.

Die im vierten Semester angebotenen Module vermitteln in ihrer Breite das Kernwissen, über das ein Ingeni-eur der Energie- und Automatisierungstechnik verfügen muss. Sie behandeln die Fachgebiete Elektrodyna-mik, Theorie digitaler Systeme, Modellbildung und Simulation, Energieverteilung und Hochspannungstech-nik, Grundlagen zu elektrische Maschinen, Steuerungstechnik und Regelungstechnik.

Das fünfte Studiensemester ist das praktische Studiensemester. Hauptinhalt ist eine Projekttätigkeit in einem Industrieunternehmen. Daneben sind hier auch die Veranstaltungen zur Vorbereitung und Nachbereitung der Projekttätigkeit als Blockkurs im Umfang von 4 SWS zu besuchen.

Im sechsten Semester ist eine exemplarische Vertiefung nach den Wünschen der Studierenden möglich. Von den vier in der Abbildung mit gestrichelten Linien dargestellten Wahlpflichtmodulen sind drei Module zu absolvieren. Zusammen mit dem verpflichtenden Modul Projektarbeit erzielen die Studierenden 30 CP bei einem Gesamtumfang von 24 SWS.

Im siebenten Semester werden zu Beginn des Semesters in Blockveranstaltungen zwei Module besucht, im Anschluss daran wird die Bachelor-Thesis, bevorzugt in der Industrie, angefertigt. Ihre Bearbeitungsdauer beträgt 4 Monate. Das Studium wird mit einem Abschlusskolloquium (mündliche Prüfung) abgeschlossen.


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Im Hauptstudium sind (einschließlich Referat zur Praxistätigkeit, Bachelor-Thesis und Abschlusskolloquium) 23 benotete Prüfungsleistungen abzulegen sowie 13 Prüfungsvorleistungen (Referate, Übungs-/Laborveranstaltungen) zu erbringen.

Module

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3 Module

3.1 Erstes Semester

3.1.1 Höhere Mathematik 1

Studiengang Energie- und Automatisierungstechnik

Modul Höhere Mathematik 1

Zugeordnete Lehrver-anstaltungen

E1B110 Vorlesung Höhere Mathematik 1

Semester 1. Semester

Modulverantwortlicher Prof. Dr. Jürgen Weizenecker

Dozenten Prof. Dr. Jürgen Weizenecker und Lehrbeauftragte

Sprache Deutsch

Lehrform, SWS und Gruppengröße

Vorlesung, 6 SWS ca. 30 – 60 Studierende

Modus Pflichtmodul

Turnus Wintersemester und Sommersemester

Stud. Arbeitsaufwand Präsenzstudium 90 h, Eigenstudium 90 h

Credits 6 CP

Voraussetzungen (Fach)Hochschulreife

Lernziele/ Kompeten-zen

Allgemein:

Zunächst müssen die Studierenden, die mit sehr unterschiedlichem Vorwis-sen starten, auf ein einheitliches mathematisches Niveau gebracht werden.

Im Fach HM1 erfolgt die Vermittlung grundsätzlicher mathematischer Me-thoden und Beweisverfahren. Die Studierenden lernen frühzeitig, Praxis-probleme in geeignete mathematische Modelle zu übertragen.

Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen:

Mathematische Grundkenntnisse und Fertigkeiten sind für viele Anwen-dungsvorlesungen, beispielsweise Programmieren notwendig.

Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen /Schlüssel-qualifikationen:

Zum Abschluss des Moduls beherrschen die Studierenden die Gebiete: lineare Algebra, Matrizenoperationen, Vektorrechnung, lineare Gleichun-gen, einfache Differentialgleichungen, Prinzip der vollständigen Induktion. Darüber kennen sie das Vorgehen bei mathematischen Beweisführungen und überführen technische Fragestellungen in mathematisch zu lösende Aufgaben.

Einbindung in die Berufsvorbereitung: Die Beherrschung mathematischer Grundstrukturen ist Voraussetzung für die spätere Berufspraxis.

Inhalt Vorlesung Mathematik 1

Die Vorlesung gliedert sich in Teil A: Vektorrechnung , Lineare Gleichungssysteme und Matrizen mit ca. 2 SWS und

Teil B: Weitere Grundlagen mit 4 SWS. Zu Teil A: Einführung von Vektoren, Addition, Subtraktion , lineare (Un)abhängigkeit , Determinanten, Skalar,- Vektor- und Spatprodukt nebst, Anwendungen , Gerade und Ebene , Gauss-Eliminationsverfahren zur Lö-sung von (Matrizen)gleichungssystemen, Eigenwerte und Eigenvektoren. Zu Teil B: §1: Einführung in Logik, Mengenlehre und Axiomatik, Zahlsyste-

Module

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me und komplexe Zahlen, Beträge und Ungleichungen, logische Probleme und Fallen bei Gleichungslösung.

§2: Vollständige Induktion, Elemente aus Kombinatorik und Statistik, Zah-lenfolgen und Reihen, Grenzwertbegriff, Konvergenzkriterien , Cauchy Pro-dukt. Anwendungen (beispielsweise Zahl e und Wurzelberechnung).

§3: Funktionsbegriff und (Anwendungs)-Beispiele , Stetigkeit, Umkehrfunk-tion , Polynome, rationale Funktionen, Parameterdarstellung, Potenzreihen, Elementarfunktionen, Einführung in die Integralrechnung (Riemann).

Studien- und Prü-fungsleistungen

Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden in einer schriftlichen Klausur (Dauer 120 min) bewertet.

Medienformen Tafelanschrieb

Scriptum

Folien

Computeralgebraprogramme (MAPLE und MATLAB)

Sammlung von Aufgaben (mit Praxisbeispielen), die (teilweise) vor-gerechnet werden

Literatur Fetzer-Fränkel, Mathematik Band 1 VDI Verlag

Meyberg, Vachenauer: Höhere Mathematik 1, Springer Verlag

Papula, Lothar: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 1

sowie Mathematische Formelsammlung Vieweg Verlag.

Westermann, Thomas: Mathematik für Ingenieure mit MAPLE, Band 1

3.1.2 Grundlagen der Elektrotechnik 1


Modul Grundlagen der Elektrotechnik 1

Zugeordnete Lehrveran-staltungen

E1B121 Vorlesung Gleichstromtechnik E1B122 Vorlesung Felder


Modulverantwortlicher Prof. Dr. Manfred Litzenburger

Dozenten Prof. Dr. Manfred Litzenburger, Prof. Dr. Thomas Köller

Sprache Deutsch


Vorlesung Gleichstromtechnik: 3 SWS Vorlesung Felder: 3 SWS

Modus Pflichtmodul



Credits 6 CP

Voraussetzungen Fachhochschulreife

Lernziele/ Kompetenzen Allgemein:

Die Kenntnisse elektrischer und magnetischer Felder sowie um Spannung, Strom und Leistung gehört zu dem allgemein anerkannten Grundwissen eines jeden Ingenieurs in elektrotechnischen Disziplinen. Die Kenntnisse sind Grund-voraussetzungen für eine Reihe von darauf aufbauenden Veranstaltungen. In der Vorlesung werden den Studierenden die Grundbegriffe des wissenschaftli-chen Arbeitens wie Kausalität und Berechnung vermittelt. Grundsätzliche Ei-genschaften von Feldern und linearen Schaltungen, Umwandlungsmöglichkei-ten und Berechnungsmethoden werden erlernt. Das Denken in 3 Dimensionen wird gefördert.


Die Erkenntnisse der parallel verlaufenden Mathematik-1-Grundlagenvorlesung

Module

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werden benutzt. Hier ergänzt man sich mit Beispielen und Fertigkeiten.

Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen /Schlüsselqualifikationen:

Das Grundverständnis für elektrische und magnetische Felder sowie Grundla-gen der Gleichstromtechnik gehört zum Rüstzeug jedes Ingenieurs. Das Rech-nen in physikalischen Einheiten und deren Umrechnung muss von jedem Inge-nieur beherrscht werden.

Einbindung in die Berufsvorbereitung:

Vorlesungen des ersten Semesters dienen nur mittelbar der Berufsvorberei-tung, da in der Regel in diesen Veranstaltungen die Voraussetzungen geschaf-fen werden, um aufbauende Vorlesungen in höheren Semestern mit Verstand zu hören.

Inhalt Vorlesung Gleichstromtechnik

Grundbegriffe, Spannung, Strom, Leistung

Zweipole, Pfeilsysteme

Knoten- und Maschengleichungen

Ersatzspannungsquelle, Ersatzstromquelle

Leistungsanpassung

Superposition

Graphische Verfahren zur Spannungs- und Stromermittlung bei nichtlinearen Zweipolen

Knotenpotentialverfahren Vorlesung Felder

Grundbegriffe, Ladung, Spannung, el. Feldstärke

Berechnung von elektrischen Feldern

Kapazität

Kräfte im elektrostatischen Feld

Magnetisches Feld

Berechnung magnetischer Felder

Induktionsgesetz

Induktivität

magnetischer Widerstand

Kräfte im magnetischen Feld

Studien- und Prüfungs-leistungen

Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden in je einer schriftlichen Klausur (Dauer jeweils 90min) bewertet.


Folien (Powerpoint, PDF)

Ausführliches Skript

Experimente

Simulationen in Quickfield (Felder)

Simulationen mit PSPICE (Grundlagen Elektrotechnik 1)

Übungsaufgaben zum Selbststudium

Sammlung von gelösten Klausuraufgaben

Literatur Zum Thema Grundlagen der Elektrotechnik und Felder existiert eine Fülle sehr guter Lehrbücher.

Die Vorlesung „Grundlagen der Elektrotechnik 1“ orientiert sich an

Führer/Heidemann/Nerreter: Grundgebiete der Elektrotechnik Band 1: stationä-re Vorgänge, Hanser Verlag, 5. Aufl. 1994.

Die Vorlesung „Felder“ orientiert sich an

Büttner, W.-E.: Grundlagen der Elektrotechnik 1, Oldenburg, München, 1. Aufl. 2004.

Module

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3.1.3 Physik


Modul Physik


E1B150 Vorlesung Physik


Modulverantwortlicher Prof. Dr. Harald Sehr

Dozenten Prof. Dr. Harald Sehr

Sprache Deutsch


Vorlesung, 4 SWS mit integriertem Labor

Modus Pflichtmodul



Credits 4 CP

Voraussetzungen Grundkenntnisse in Mathematik und Physik


Allgemein: Ziel des Moduls ist die Vermittlung von grundlegenden theoreti-schen und praktischen Kenntnissen der technischen Optik. Darüber hinaus werden im Rahmen des Labors die Grundlagen für die statistische Auswer-tung von Daten eingeführt.

Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen: Die Vorlesung vermit-telt die Grundlagen für die auf diesem Feld weiterführenden Vorlesungen wie die der Optoelektronik.

Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen /Schlüsselqualifikationen: Die Studierenden lernen die in der Optik auftre-tenden Phänomene kennen und verstehen. Da die Beschreibung der physi-kalischen Phänomene mit Hilfe der Mathematik erfolgt, ergibt sich auch eine schöne und sinnvolle Ergänzung zu den entsprechenden Mathematik-Modulen. Aufgrund der langjährigen und vielfältigen Industriepraxis des Dozenten werden auch lebensnahe Praxisbeispiele aus Forschung und Entwicklung im Sinne von Schlüsselqualifikationen vermittelt.

Einbindung in die Berufsvorbereitung: Optische Aspekte spielen in einer Vielzahl von praktischen Anwendungen in Industrie und Alltag eine heraus-ragende Rolle – Tendenz steigend. Viele dieser Anwendungen gehören auch zu den Kernaufgaben eines Ingenieurs der Nachrichtentechnik.

Inhalt Vorlesung Physik:

Optische Spektroskopie und Atommodell

Wellen und ihre Eigenschaften

Geometrische Optik

Wellenoptik

Polarisation

Quantenoptik

LASER

In den Vorlesungsveranstaltungen werden Experimente vorgeführt.

im integrierten Labor Versuche zu:

Optische Spektrometrie

Linsen und Linsensysteme

Schwingungen und Trägheitsmomente

Viskosität

Studien- und Prü- Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden in einer schriftlichen

Module

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fungsleistungen Klausur (Dauer 120 min) bewertet. Die praktischen Fähigkeiten im Umgang mit den Messmitteln und den Laborversuchen werden während der Ver-suchsdurchführung durch Kolloquien und durch einen schriftlichen Ab-schlusstest bewertet.


Folien (klassisch, Powerpoint)

Maple-Simulationsprogramme

Simulationsprogramme aus dem Internet

Übungsaufgaben

Laboranleitungen

Literatur Werner Stolz: Starthilfe Physik, Teubner-Verlag, ISBN 3-519-23034-8

Hering, Martin, Stohrer: Physik für Ingenieure, VDI-Verlag, ISBN 3-18-401398-7

Paul Dobrinski, Gunter Krakau, Anselm Vogel: Physik für Ingenieure, Teub-ner-Verlag, ISBN 3-519-36501-4

Kuypers F.: Physik für Ingenieure (Band 1: Mechanik und Thermodynamik

Band 2: Elektrizität und Magnetismus, Wellen, Atom- und Kernphysik), VCH-Verlag, ISBN 3-527-29361-2 und ISBN 3-527-29362-0

Bergmann L., Schaefer C.: Experimentalphysik Band III- Optik, ISBN 3-110-12973-6

Gerthsen C.: Physik, Springer-Verlag, ISBN 3-540-65479-8

Lipson, Lipson, Tannhauser : Optik, Springer-Verlag, ISBN 3-540-61912-7

Hecht, E.: Optik, Oldenbourg, ISBN 3-486-24917-7

Autorengemeinschaft der TU Dresden: Physik in Aufgaben und Lösungen, Teil 1 und 2, Fachbuchverlag GmbH Leipzig, ISBN 3-343-00777-3 und ISBN 3-343-00771-4

Helmut Lindner: Physikalische Aufgaben, Friedr. Vieweg&Sohn, ISBN 3-528-14879-9

Und als amüsante Abendlektüre:

Cheryl Benard – Edit Schlaeffer: Die Physik der Liebe, Kösel-Verlag, ISBN 3-466-30552-7

Robert L. Wolke: Was Einstein seinem Friseur erzählte (Naturwissenschaft im Alltag), Piper Verlag, ISBN: 3-492-23746-0

Robert Gilmore: Die geheimnisvollen Visionen des Herrn S. (Ein physikali-sches Märchen nach Charles Dickens), Birkhäuser-Verlag, ISBN 3-7643-5335-X

3.1.4 Grundlagen der Informatik 1


Modul Grundlagen der Informatik 1


E1B140 Vorlesung Grundlagen der Informatik 1

mit integrierten Rechnerübungen


Modulverantwortlicher Prof. Dr. Marianne Katz

Dozenten Prof. Dr. Marianne Katz, Prof. Dr. Klaus Wolfrum

Sprache Deutsch

Lehrform, SWS und 4 SWS

Module

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Gruppengröße

Modus Pflichtmodul



Credits 6 CP

Voraussetzungen Grundlagen der PC-Bedienung


Allgemein:

Ziel des Moduls ist die Vermittlung von grundlegenden theoretischen und praktischen Kenntnissen zu modernen Methoden und Verfahren der Pro-grammierung eines Rechensystems. Die Einführung in die Grundlagen der Software-Erstellung ist die wichtigste Zielsetzung.


In diesem Modul werden die Grundlagen der Funktionsweise von Software-Entwicklungssystemen und dem Prozessablauf beim Programmieren ge-legt. Insbesondere wird darauf Wert gelegt, die Eigenheiten von digitalen Rechenprozessen (Endlichkeit und Digitalität der Wertebereiche und des Systems) in Programmieraufgaben besonders herauszuarbeiten.

Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen /Schlüssel-qualifikationen:

Zum Abschluss des Moduls verstehen die Studierenden die Struktur und die Funktionsweise moderner Programmiertechniken. Der Ablauf zur Erstel-lung von einfachen Algorithmen und Programmen am PC ist bekannt und wird zielsicher angewendet.


Die Programmiertechnik in der Programmiersprache C/C++ gehört zu den Kernaufgaben eines Ingenieurs der Energie- und Automatisierungstechnik. Eine in der Praxis sehr häufig eingesetzte Entwicklungsumgebung ist Be-standteil der Übungen im Labor.

Inhalt Vorlesung Grundlagen der Informatik I:

Übersicht:

Aufbau einer Programmiersprache (Lexikalische und syntaktische Struktur), Formale Beschreibung

Der Begriff des Algorithmus, Einführungsbeispiel in C.

Der Programmierprozess (editieren, übersetzen, binden)

Struktogramme/Dokumentation (Programmablaufplan, Nassi-Shneiderman)

Datentypen, Variablen, Konstanten

Operatoren, Ausdrücke, Anweisungen

Steueranweisungen (while, for, do..while)

Funktionen, Parameter

Zeiger, Adressarithmetik Übungen:

zum Umgang mit der Entwicklungsumgebung (Editor, Compiler Lin-ker, Debugger)

zum Aufbau und Verhalten von Steuerstrukturen

zu Wertebereichen der Datentypen (Überläufe, Rangfolge der Ab-arbeitung von Operatoren)

Speicheraufbau

Adressierung


Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden in einer schriftlichen Klausur (Dauer 90 min) bewertet. Die praktischen Programmierfähigkeiten und der Umgang mit dem Entwicklungssystem werden durch praktische Programmieraufgaben mit schriftlichen Berichten bewertet.


Module

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Folien (Powerpoint, pdf)

Entwicklung der Software: PC und Projektion

Sammlung von gelösten Übungsaufgaben

Umfangreiche Beispiele zu Spezialthemen auf dem Server

Literatur + Software Skript M. Katz, ANSI C 2.0, Grundlagen der Programmierung, HERDT-Verlag, Nackenheim, 2. Aufl., 2003

Kernighan/Ritchie: Programmieren in C, Carl-Hanser Verlag, München, neueste Auflage.

Auf dem Markt und im Internet gibt es zu diesem Thema eine Vielzahl von Büchern für unterschiedliche Bedürfnisse und Zielsetzungen.

Weiterhin stehen den Studierenden kostenfreie Lizenzen für das PC-Betriebssystem und die benutzte Entwicklungsumgebung für den eigenen Rechner zur Verfügung.

3.1.5 Konstruktionslehre


Modul Konstruktionslehre


E1B131 Technische Mechanik

E1B132 Werkstoffe der Elektrotechnik


Modulverantwortlicher Prof. Dr. Juliane Stölting

Dozenten Prof. Dr. Juliane Stölting , Dipl.-Ing. Elfi Brandenburger

Sprache Deutsch


4 SWS (Technische Mechanik)

2 SWS (Werkstoffe der Elektrotechnik)

Modus Pflichtmodul



Credits 8 CP

Voraussetzungen Fachhochschulreife


Allgemein: Ziel des Moduls ist die Vermittlung von grundlegenden theoreti-schen und praktischen Kenntnissen der Technischen Mechanik. In der Technischen Mechanik wird das Grundwissen zur Berechnung und Ab-schätzung der Wirkung von Kräften auf Festkörper vermittelt. In den Werk-stoffen der Elektrotechnik werden die für die Elektrotechnik relevanten Werkstoffe vorgestellt und charakterisiert.


Grundlegende Verfahren der Ingenieurwissenschaften wie mathematische Vorgehensweise, Schnittstellen, modulare Trennung, axiomatischer Aufbau der Mechanik werden in der Technischen Mechanik vermittelt.

Grundlegende Stoffklassen für Werkstoffe der Elektrotechnik werden ver-mittelt und die Charakterisierung derselben.

Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen /Schlüssel-Qualifikationen:

Zum Abschluss des Moduls verfügen die Studierenden über einen systema-tischen Überblick über die Technische Mechanik von Festkörpern. Lernen anhand von Übungsaufgaben steht im Vordergrund. Zugleich bekommen die Studierenden die für die Elektrotechnik wesentlichen Werkstoffe vorge-stellt.

Einbindung in die Berufsvorbereitung: Die technische Mechanik bildet eine

Module

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der Grundlagen für die weitere Vertiefung in Spezialgebiete dar. Mit ihr wird das selbständige, kritische und systematische Denken geschult.

Inhalt Vorlesung Technische Mechanik:

Übersicht:

Statik o Grundbegriffe und Lehrsätze o Ebene Kräftesysteme o Gleichgewichtslehre o Schnittlasten des Balkens o Schwerpunkt und Standsicherheit o Reibung

Festigkeitslehre o Zug- und Druckspannung o Biegung o Torsion o Querkraftschub o Knickung o Überlagerte Beanspruchung o Statisch unbestimmte Systeme

Kinematik o Kinematik (Translation eines Punktes, ebene Bewegung

eines Punktes und eines starren Körpers) o Kinetik des Massenpunktes o Rotation starrer Körper

Vorlesung Werkstoffe der Elektrotechnik:

Grundlagen von Werkstoffen

Mechanische Verhalten von Werkstoffen

Elektrochemisches Verhalten von Werkstoffen

Elektrische Verhalten von Werkstoffen

Leiterwerkstoffe

Widerstandswerkstoffe

Kontaktwerkstoffe

Halbleiterwerkstoffe

Isolier- und dielektrische Werkstoffe

Supraleitende Werkstoffe

Magnetwerkstoffe

Verfahren der Si-Technologie und der Leiterplattentechnik


Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden in einer schriftlichen Klausur (Technische Mechanik, Dauer 90 min; Werkstoffe: 60 min) bewer-tet.



Übungsaufgaben

Umfangreiche Beispiele

Literatur + Software Fischer, Hofmann, Spindler: Werkstoffe in der Elektrotechnik,-Hanser Ver-lag, neueste Auflage.

Assmann: Technische Mechanik, Bd1 Statik, Bd2 Festigkeitslehre, Bd3 Kinematik und Kinetik, Oldenbourg Verlag

Holzmann / Meyer / Schumpich: Technische Mechanik, T1: Statik, T2: Ki-nematik und Kinetik, T3: Festigkeitslehre; Teubner Verlag

Module

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3.2 Zweites Semester





E2B210 Vorlesung Mathematik 2


Modulverantwortlicher Prof. Dr. Weizenecker

Dozenten Prof. Dr. Weizenecker und Lehrbeauftragte

Sprache Deutsch


Vorlesung, 6 SWS

Modus Pflichtmodul



Credits 6 CP

Voraussetzungen Modul HM1


Allgemein:

Beherrschung der Differenzial- und Integralrechnung sowie der Reihenent-wicklungen und Transformationen. Die Studierenden übertragen Praxis-probleme in geeignete mathematische Modelle und lösen sie.


Mathematische Grundkenntnisse und Fertigkeiten sind für viele Anwen-dungsvorlesungen notwendig.

Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen/ /Schlüssel-qualifikationen:

Zum Abschluss des Moduls beherrschen die Studierenden die Differenzial- und Integralrechnung einer Variabler sowie allgemein die Rechentechnik, Fehlerkontrolle von Herleitungen und effizientes Arbeiten. Die Anwendung der Kenntnisse erfolgt in vielen elektro- und nachrichtentechnischen Vorle-sungen.


Die Beherrschung von Differenzial- und Integralrechung sowie Fourierrei-hen ist Voraussetzung für die spätere Berufspraxis.

Inhalt Vorlesung Mathematik 2

Zunächst wird die Differenzialrechnung einer Variablen eingeführt. (Regeln, geometrische Bedeutung, Rechentechniken)

Dann folgen Anwendungen: Kurvendiskussionen, Extremwertaufgaben (aus der Praxis), Fehlerrechnung, Gleichungslösung, Parameterdarstellung,

Integralrechnung: Substitutionsregel, partielle Integration, rationale Funktio-nen, geometrische und physikalisch-technische Anwendungen,

Taylorreihen, numerische Methoden, uneigentliche Integrale.

Fourierreihen: Periodische Vorgänge, Herleitung, Symmetrie, Rechen-technik, Superpositionsprinzip, komplexe Form, kurze Einführung Fourier- und Laplacetransformation



Module

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Scriptum

Folien

Computeralgebraprogramme (MAPLE und MATLAB)

an ausgewählten Beispielen

Sammlung von Aufgaben die (teilweise) vorgerechnet werden

Literatur Fetzer-Fränkel, Mathematik Band 1+2 VDI Verlag.

Meyberg, Vachenauer: Höhere Mathematik 1+2, Springer Verlag.

Papula, Lothar: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 1+2.

sowie Mathematische Formelsammlung Vieweg Verlag.

Westermann, Thomas: Mathematik für Ingenieure mit MAPLE, Band 1+2.

3.2.2 Grundlagen der Elektrotechnik 2


Modul Grundlagen der Elektrotechnik 2


E2B221 Wechselstromtechnik

E2B222 Labor Grundlagen der Elektrotechnik


Modulverantwortlicher Prof. Dr. Manfred Strohrmann

Dozenten Prof. Dr. Alfons Klönne, Prof. Dr. Manfred Strohrmann

Sprache Deutsch


Vorlesung Wechselstromtechnik, 4 SWS Labor Grundlagen der Elektrotechnik, 2 SWS

Modus Pflichtmodul



Credits 6 CP

Voraussetzungen Kenntnisse der Module Grundlagen der Elektrotechnik 1 und Höhere Ma-thematik 1-2


Allgemein:

Ziel des Moduls ist die Vermittlung von grundlegenden theoretischen Kenntnissen zum Umgang mit sinusförmigen Signalen. Es handelt sich um ein Kernfach für Elektroingenieure gleich ob mit Schwerpunkt in der Nach-richten- oder Energietechnik


In diesem Modul werden stationär sinusförmige Signale behandelt. Im Ge-gensatz zur Gleichstromtechnik sind also Wechsel- und nicht Gleichgrößen der Kern der Vorlesung. Im Gegensatz zur Elektronik werden rein passive Bauelemente behandelt. Die Kenntnisse zum Bereich der Frequenzgänge werden insbesondere später für das Modul Regelungstechnik benötigt.


Zum Abschluss des Moduls verfügen die Studierenden über das Rüstzeug für die mathematische Behandlung von Wechselgrößen konstanter Fre-quenz.


Die Kenntnis der Wechselstromtechnik ist erforderlich, um sowohl in der

Module

20

Nachrichten- als auch Energietechnik Messgrößen bewerten zu können.

Inhalt Vorlesung Wechselstromtechnik:

Periodische zeitabhängige Größen und deren Beschreibung im Komplexen

Sinusförmige Schwingungen

Lineare R,L,C-Elemente bei sinusförmiger Anregung

Knoten- und Maschengleichungen bei komplexen Spannungen und Strömen

Ströme und Spannungen und Leistungen in linearen Netzwerken bei sinusförmiger Anregung

Netzwerke bei veränderlicher Frequenz

Frequenzgang zusammengeschalteter Vierpole

Resonanz und Güte

Mehrphasensysteme (Drehstrom)




Folien


Alte Klausuraufgaben

Literatur A. Führer, K. Heidemann, W. Nerreter: „Grundgebeite der Elektrotechnik“, Band 2: Zeitabhängige Vorgänge, Carl Hanser Verlag. München, 5. Auflage

3.2.3 Mikrocontroller-Systeme


Modul Mikrocontroller-Systeme


E2B231 Vorlesung Mikrocontroller-Systeme

E2B232 Labor Mikrocontroller-Systeme


Modulverantwortlicher Prof. Dr. Jürgen Gentner

Dozenten Prof. Dr. Jürgen Gentner

Sprache Deutsch


Vorlesung, 4 SWS Labor 2 SWS mit Gruppengröße: 2 Studenten

Modus Pflichtmodul


Stud. Arbeitsaufwand Präsenzstudium 90 SWS, Eigenstudium 90 SWS

Credits 8 CP

Voraussetzungen Kenntnisse der Module: Grundlagen der Informatik


Allgemein:

Ziel dieses Moduls ist es, den Studierenden das grundlegende Verständnis für den Aufbau und die Arbeitsweise von Mikrorechnern zu vermitteln.


Dieses Modul setzt das Verständnis von prozeduralen Programmiertechni-ken - wie sie im Modul "Grundlagen der Informatik" vermittelt werden - vo-raus. Ebenfalls von dort als bekannt vorausgesetzt werden: Entwurfshilfs-mittel wie Struktogramme sowie Umgang mit Software-Entwicklungsumgebungen.


Module

21

Die Studierenden werden in die Lage versetzt, aus einer Aufgabenstellung die Anforderungen an ein Rechnersystem zu ermitteln, mit Hilfe der in die-sem Modul vermittelten Kriterien eine passende Rechnerarchitektur zu ent-werfen und diese dann entsprechend in Hard- und Software zu realisieren.


Der Einsatz von Mikrocontrollern dominiert praktisch alle Aufgabengebiete eines Ingenieurs der Energie- und Automatisierungstechnik.

Inhalt Vorlesung Mikrocontroller:

Grundbegriffe, Darstellung und Speicherung von Information

Grundsätzlicher Aufbau eines Rechners: Speicher, BUS-System, CPU

Funktionselemente und Arbeitsweise einer CPU

Architektur des Mikrocontrollers C517, Befehlssatz und Program-miermodell

Programmiertechnik in Assembler

Schnittstellen und Schnittstellenbausteine

Mikrocomputer-Systemarchitekturen

Optimierungsstrategien für Mikrocomputer-Architekturen

Labor Mikrocontroller:

Versuche zu:

Programmerstellung in Assembler, Testen der Programme in einem C517-Zielsystem mit Hilfe eines Remote-Debuggers

Entwicklung und Test von Applikationen aus den Bereichen: Echt-zeitanwendungen, Analogwertverarbeitung, Kommunikation.


Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden in einer schriftlichen Klausur (Dauer 120 min) bewertet. Die praktischen Fähigkeiten werden bei den einzelnen Laborversuchen durch Kolloquien und durch schriftliche Be-richte zu jedem Laborversuch bewertet.


Skriptum als Ausdruck und PDF-File

Beamer-Präsentation aller Abbildungen aus dem Skriptum

Beamer-Präsentation von Programmbeispielen mit Test- und Simu-lationsprogramm

Sammlung von Übungsaufgaben

Laboranleitungen

Literatur Flik, Thomas, Liebig, Hans: Mikroprozessortechnik, 5. Auflage, Springer 1998

Beierlein, Hagenbruch: Taschenbuch Mikroprozessortechnik, Fachbuchber-lag Leipzig 1999 / 2. Auflage: 2001

Schweizer, Wunsch, Fadini: Mikrorechner, Architektur und Programmie-rung, Viehweg 1987

Schaaf, Bernd-Dieter, Mikrocomputertechnik, Hanser-Verlag, 1999

Schmitt, v. Wendorff, Westerholz: Embedded-Control-Architekturen, Han-ser-Verlag 1999

R. Johannis / N. Papadopoulos: MC-Tools 5: Handbuch des 80C517, Fe-ger+Co, Hardware+Software Verlags OHG, Traunreut, 1995

V. Keim, G. Schnell: 8051 Mikrocontroller-Praktikum, Franzis-Verlag 1996

Walter, Jürgen: Mikrocomputertechnik mit der 8051-Controller-Familie, Springer 1994

Bermbach, Rainer: Embedded Controller, Hanser-Verlag, 2001

SIEMENS C500 User's Manual (im Intranet der HOCHSCHULE verfügbar)

Module

22

3.2.4 Grundlagen der Informatik 2


Modul Grundlagen der Informatik 2


E2B240 Grundlagen der Informatik 2 mit integrierten Rechnerübungen


Modulverantwortlicher Prof. Dr. Marianne Katz

Dozenten Prof. Dr. Marianne Katz, Prof. Dr. Klaus Wolfrum

Sprache Deutsch


4 SWS

Modus Pflichtmodul



Credits 6 CP

Voraussetzungen Modul Grundlagen der Informatik 1


Allgemein:

Ziel des Moduls ist die weiterführende Vermittlung von grundlegenden theo-retischen und praktischen Kenntnissen zu modernen Methoden und Verfah-ren der Programmierung eines Rechnersystems. Die Einführung in die Grundlagen der strukturierten und objektorientierten Software-Erstellung von komplexeren Programmen ist die wichtigste Zielsetzung.


In diesem Modul werden Kenntnisse des strukturierten und objektorientier-ten Programmierens in C/C++ vermittelt. Diese Kenntnisse werden oftmals in Projektarbeiten und Abschlussarbeiten angewendet.

Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen / Schlüsselqua-lifikationen:

Zum Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, komplexere Programme in C/C++ strukturiert zu erstellen.


Die Programmiertechnik in der Programmiersprache C/C++ gehört zu den Grundfähigkeiten eines Ingenieurs der Energie- und Automatisierungstech-nik. Eine in der Praxis sehr häufig eingesetzte Entwicklungsumgebung ist Bestandteil der Übungen im Labor.

Inhalt Vorlesung Grundlagen der Informatik II:

Kurze Wiederholung der wichtigsten Grundlagen

Funktionen, Parameterübergabe mit Zeiger, Gültigkeitsbereiche

Modulare Programmierung komplexer Algorithmen

Vektoren, Matrizen, Strings,

Strukturen, rekursive Strukturen

Rekursive Algorithmen

Verkettete Listen, Bäume

Objektorientierte Programmierparadigmen

Klassen, Methoden, Vererbung, Operatorüberladung Übungen:

zur Erstellung, zum Testen und Ausführen von C-Programmen

zum Aufbau und Testen komplexerer Programme

Textverarbeitung mit „strings“

Einlesen von Daten von externen Medien

Vernetzte Strukturen

Studien- und Prü- Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden in einer schriftlichen

Module

23

fungsleistungen Klausur (Dauer 90 min) bewertet. Die praktischen Programmier-Fähigkeiten und der Umgang mit dem Entwicklungssystem werden durch praktische Programmieraufgaben mit schriftlichen Berichten bewertet.



Entwicklung der Software: PC und Projektion


Umfangreiche Beispiele zu Spezialthemen auf dem Server

Literatur + Software Skript M. Katz: ANSI C 2.0, Grundlagen der Programmierung, HERDT-Verlag, Nackenheim, 2. Aufl., 2003

Skript M. Katz: ANSI C++ 2.0, Grundlagen der Programmierung, HERDT-Verlag, Nackenheim, 2. Aufl., 2003

Auf dem Markt und im Internet gibt es zu diesem Thema eine Vielzahl von Büchern für unterschiedliche Bedürfnisse und Zielsetzungen.

Weiterhin stehen den Studierenden kostenfreie Lehr-Lizenzen für das aktu-elle PC-Betriebssystem MS Windows und die in der Lehrveranstaltung be-nutzten Entwicklungsumgebung für den privaten Rechner zur Verfügung.

3.2.5 Fremdsprachen


Modul Fremdsprachen


E2B251 Englisch


Modulverantwortlicher Prof. Dr. Ingrid Rose-Neiger

Dozenten Lektoren und Lehrbeauftragte des Instituts für Fremdsprachen

Sprache Englisch


Seminar, 4 SWS max. 25 Studierende

Modus Pflichtmodul



Credits 4 CP

Voraussetzungen Niveau B2 nach dem Europäischen Referenzrahmen


Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen: entfällt


Zum Abschluss des Moduls können die Studierenden in englischer Sprache -vor allem in der mündlichen Kommunikation- typische Situationen im Ge-schäftsleben effektiv bewältigen. Berufsorientierte Themen wie Telefonie-ren, Präsentationen, Teilnahme an Besprechungen und Verhandlungen sowie informelle Gespräche stehen im Mittelpunkt.


Im heutigen Berufsleben werden sehr gute Englischkenntnisse vorausge-setzt. In vielen Bereichen wird verhandlungssicheres Englisch verlangt.

Inhalt Je nach Eingangsniveau können Studierende ihre Englischkenntnisse auf verschiedenen Niveaustufen vertiefen. Die ersten zwei Niveaustufen (Eng-lisch für Fortgeschrittene 1 und 2) beschäftigen sich neben einer Wiederho-lung der Grammatik vorwiegend mit Themen aus der berufsorientierten Allgemeinsprache und der Landeskunde, z. B. Bewerbungsschreiben, Be-

Module

24

schreibung von Produkten und Dienstleistungen, Geschäftstelefonate, Ab-lauf von formellen und informellen Besprechungen, Präsentationen usw. Das damit erreichte Niveau entspricht der Kompetenzstufe B1 bzw. B2 (Independent User) des Gemeinsamen Europäischen Referenzrahmens.

Auf der anschließenden Niveaustufe (C1) werden fachsprachliche Kennt-nisse (Englisch für Wirtschaft und Technik) erworben.

In Business English liegt das Hauptgewicht auf gesprochener Sprache und Arbeit in kleinen Gruppen. Am Anfang des Semesters gründet jede Gruppe ein eigenes Unternehmen, das sich dann im Laufe des Semesters dyna-misch weiterentwickelt. Parallel dazu werden systematisch Wortschatz und sprachliche Formulierungen zu solchen Themen wie Firmenstrukturen, Meetings, Verhandlungen, Marketing, Produktion und Verkauf, Finanzen, Erfassen von Berichten sowie Präsentationen durchgenommen, damit die Teilnehmer die sprachlichen Mittel beherrschen, jeden Schritt der Simulati-on auf Englisch zu bewältigen. Zu den Höhepunkten des Kurses gehören eine simulierte Messe, ein Einstellungsverfahren und die Gruppenpräsenta-tion.

In Technical English liegt das Hauptgewicht auf dem Erwerb und der An-wendung eines technischen Grundwortschatzes und typischer Ausdrucks-formen technischer Kommunikation. Zu den Übungsformen gehören das Halten von Vorträgen technischen Inhalts, das Führen der anschließenden Diskussion, das Lesen technischer Texte sowie das Schreiben von Zu-sammenfassungen gehörter Fachvorträge.


Die Kenntnisse der Studierenden werden sowohl durch eine schriftliche Klausur (75% der Endnote, Dauer 90 min) als auch durch Präsentationen und Projektarbeit bewertet.



Audio- und Videoprogramme

Internet-basierte Übungen

Simulationen und Gruppenarbeit

Schriftliche Berichte und Vorträge (von Studierenden)

Literatur I. Wood und A. Williams: Pass Cambridge BEC Preliminary, Summer-town, Oxford, 2001.

I. Wood, P. Sanderson und A. Williams: Pass Cambridge BEC Vantage, Summertown, Oxford, 2001.

I. McKenzie: English for Business Studies, Cambridge University Press, Cambridge, 2002.

sowie Skripten des Instituts für Fremdsprachen und

aktuelle Artikel aus Zeitschriften und dem Internet

Module

25

3.3 Drittes Semester





E3B311 Vorlesung Mathematik 3 E3B312 Labor Numerische Mathematik


Modulverantwortlicher Prof. Dr. Jürgen Weizenecker

Dozenten Lehrbeauftragte

Sprache Deutsch


Vorlesung, 4 SWS, Rechnerübungen 2 SWS

Modus Pflichtmodul



Credits 6 CP

Voraussetzungen Module HM1 und HM2


Allgemein: Beherrschung der Differenzial- ( teilweise und Integralrechnung) mehrerer Variabler, sowie gewöhnlicher Differenzialgleichungen. Die Stu-dierenden übertragen Praxisprobleme in geeignete mathematische Modelle übertragen und (mit Computeralgebra) lösen sie.


Fortgeschrittenen mathematische Kenntnisse und Fertigkeiten sind für viele technische und physikalische Anwendungsvorlesungen notwendig.


Die Studierenden verstehen es Beweisführungen auf mathematische Prob-leme anzuwenden und auch scheinbar einfache Ergebnisse kritisch zu hin-terfragen. Die Studierenden lernen Aufgabenstellungen zu abstrahieren und Parallelen in andere mathematische Felder zu finden. Die Anwendung der Kenntnisse erfolgt in vielen elektro- und nachrichtentechnischen Vorlesun-gen.

Einbindung in die Berufsvorbereitung: Die Beherrschung von Differenzial- und Integralrechung sowie Differenzialgleichungen ist Voraussetzung für die spätere Berufspraxis.

Inhalt Vorlesung Mathematik 3.

Zunächst werden die Kenntnisse von HM1 auf zwei bzw. mehrere Variable erweitert.

Dann wird die Differenzialrechnung von zwei oder mehreren einer Variablen eingeführt. (Regeln, geometrische Bedeutung, Rechentechniken)

Anwendung: Extremwerte bei Funktionsflächen und Fehlerrechnung.

Integralrechnung: parameterabhängige (auch uneigentliche ) Integrale mit (komplexem) Parameter (wegen Fourier- und Laplacetransformation), Ste-tigkeit , Differenziation nach dem Parameter.

Labor Numerische Mathematik:

Einführung in das Computeralgebrasystem MATLAB.

Benutzung von MATLAB anhand der bisherigen Mathematikmodule und

Module

26

weitere Anwendungen.


Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden in einer schriftlichen Klausur (Dauer 120 min) bewertet


Scriptum

Folien

Computeralgebraprogramm MATLAB

Sammlung von Aufgaben die (teilweise) vorgerechnet werden

Labor Numerische Mathematik im PC Pool.

Literatur Fetzer-Fränkel, Mathematik Band 1+2 VDI Verlag.

Meyberg, Vachenauer: Höhere Mathematik 1+2, Springer Verlag.

Papula, Lothar: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band

1+2+3 sowie Mathematische Formelsammlung Vieweg Verlag.

Westermann, Thomas: Mathematik für Ingenieure mit MAPLE, Band 1+2.

Gramlich, Günter M: Eine Einführung in MATLAB www.rz.hs-ulm.de/~gramlich

Schubiger, Thomas: MATLAB an der ETH Zürich. www.home.hs-karlsruhe.de/~brur0001/

3.3.2 Messtechnik


Modul Messtechnik


E3B321 Vorlesung Messtechnik

E3B322 Labor Messtechnik


Modulverantwortlicher Prof. Dr. Klaus Wolfrum

Dozenten Prof. Dr. Klaus Wolfrum

Sprache Deutsch



Modus Pflichtmodul


Stud. Arbeitsaufwand Präsenzstudium 90 Std., Eigenstudium 90 Std.

Credits 6 CP

Voraussetzungen Kenntnisse der Module Gleichstromtechnik, Felder, Wechselstromtechnik,

Höhere Mathematik 1, Höhere Mathematik 2


Allgemein: Ziel des Moduls ist die Vermittlung grundlegender Messverfah-ren für elektrische und nichtelektrische Größen. Dabei spielt auch die Be-trachtung von statistischen und systematischen Fehlern sowie der Messunsicherheit eine wichtige Rolle. Ein weiteres Ausbildungsziel ist die Fähigkeit zur Plausibilitätsprüfung von Messergebnissen sowie der Ein-grenzung möglicher Fehlereinflüsse.

Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen: In diesem Modul wer-den Messschaltungen weitestgehend als Schaltungsblöcke eingesetzt. Die Betrachtung schaltungstechnischer Details wird im Modul Elektronik durch-geführt.

Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen

http://www.rz.hs-ulm.de/~gramlich

http://www.rz.hs-ulm.de/~gramlich

Module

27

/Schlüsselqualifikationen: Nach Absolvieren des Moduls sind die Studieren-den befähigt, Anforderungen an ein Messsystem zu definieren, geeignete Sensoren und Komponenten unter Berücksichtigung der geforderten Mess-genauigkeit auszuwählen und zusammenzufügen. Des Weiteren sind die Studierenden in der Lage, Plausibilitätsprüfungen von Messergebnissen durchzuführen sowie Fehlereinflüsse einzugrenzen.

Einbindung in die Berufsvorbereitung: Die Erfassung und Aufbereitung von Messgrößen hat in der Elektrotechnik eine überaus große Bedeutung. Die Analyse, der Entwurf und die Handhabung von Sensoren, Messgeräten und Messsystemen ist zentrale Aufgabe eines Absolventen des Studiengangs Energie- und Automatisierungstechnik.

Inhalt Vorlesung Messtechnik:

SI-Einheitensystem

Fehlerbetrachtungen

Kennwerte zeitlich veränderlicher Größen

Analoge Messwerke und Messgeräte

Oszilloskop

Operationsverstärker in der Messtechnik

Digitale Messverfahren und Messgeräte

Spannungs-, Strom- und Leistungsmessung

Messwandler

Wirkleistung, Wirkenergie und Leistungsfaktor

Widerstands- und Impedanzmessung

Messverfahren zur Messung nichtelektrischer Größen

Labor Messtechnik

Versuche zu:

Analog-Oszilloskop

Digital-Oszilloskop

Drehstrom-Leistungsmessung

Temperaturmessung und Wärmeableitung

Messschaltungen mit Operationsverstärkern

PSpice-Simulation messtechnischer Schaltungen: Brückenverstärker, Messgleichrichter,

Digital-Analog-Wandler, Analog-Digital-Wandler


Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden in einer schriftlichen Klausur (Dauer 120 min) bewertet. Die praktischen Fähigkeiten im Umgang mit den Messmitteln und den Laborversuchen werden durch Kolloquien und durch schriftliche Berichte zu jedem Laborversuch überprüft.


Folien

Simulation von Messschaltungen mit PSPice

Umfangreiche Laboranleitungen

Literatur E. Schrüfer: Elektrische Messtechnik, Hanser, München, 8. Aufl. 2004

R. Lerch: Elektrische Messtechnik, Springer, Berlin, 2. Aufl. 2004

K. Bergmann: Messtechnik, Teubner, Stuttgart, 6. Aufl. 2000

T. Mühl: Einführung in die elektrische Messtechnik, Teubner, Stuttgart, 1. Aufl. 2001

Module

28

3.3.3 Elektronik


Modul Elektronik


E3B331 Vorlesung Elektronik

E3B332 Labor Elektronik


Modulverantwortlicher Prof. Dr. Rudolf Koblitz

Dozenten Prof. Dr. Rudolf Koblitz

Sprache Deutsch


Vorlesung, 4 SWS Labor 2 SWS mit Gruppengröße: 2-3 Studenten

Modus Pflichtmodul



Credits 8 CP

Voraussetzungen Kenntnisse der Module Gleichstromtechnik, Felder, Wechselstromtechnik,

Höhere Mathematik 1, Höhere Mathematik 2


Allgemein: Ziel des Moduls ist die Vermittlung der Funktionsweise aktiver und passiver elektronischer Bauelemente sowie deren Grundschaltungen. Im begleitenden Labor wird der Umgang mit dem Schaltungssimulations-programm PSpice eingeübt.

Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen: In diesem Modul wird sowohl Kleinsignal- als auch Großsignalverhalten von Bauelementen und Schaltungen behandelt. Spezielle Fragestellungen, die beim Schalten gro-ßer Ströme und hoher Spannungen auftreten, bleiben dem Modul Leis-tungselektronik vorbehalten.

Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen /Schlüsselqualifikationen: Nach Absolvieren des Moduls sind die Studieren-den befähigt, elektronische Schaltungen zu analysieren und deren Übertra-gungsverhalten zu berechnen. Die Studierenden sind auch in der Lage, Schaltungen nach bestimmten geforderten Kriterien zu entwerfen.

Einbindung in die Berufsvorbereitung: Die Schaltungstechnik mit elektroni-schen Bauelementen sowie die Einbindung elektronischer Komponenten in elektrotechnische Systeme ist eine Kernaufgabe eines Ingenieurs der Elek-trotechnik.

Inhalt Vorlesung Elektronik:

Wiederholung wichtiger Grundlagen aus Elektrotechnik I-II, insbe-sondere passive RC-Netzwerke

Eigenschaften von Halbleitermaterialien

Halbleiterdioden

Bipolartransistor mit Grundschaltungen für Analog- und Digitalelekt-ronik

Wärmeableitung bei Halbleiterbauelementen

Eigenschaften und Aufbau von Operationsverstärkern, Schaltungen für analoge Signalverarbeitung

Labor Elektronik (Simulation mit PSpice / Versuche mit realen Schaltungen)

Übertragungsverhalten von RC-Netzwerken im Zeit- und Frequenz-

Module

29

bereich, Kennlinien von Dioden und Bipolartransistoren

Kleinsignalverstärker mit Bipolartransistor

Differenzverstärker

Komplementär-Gegentaktendstufe

Feldeffekttransistoren und deren Grundschaltungen

Operationsverstärker Grundschaltungen

Komparatoren und Schmitt-Trigger


Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden in einer schriftlichen Klausur (Dauer 120 min) bewertet. Die praktischen Fähigkeiten im Umgang mit den Messmitteln und den Laborversuchen werden durch Kolloquien und durch schriftliche Berichte zu jedem Laborversuch überprüft.


Folien

Schaltungssimulation mit PSPice

Aufgabensammlung mit Lösungen


Literatur E. Hering, K. Bressler, J. Gutekunst: Elektronik für Ingenieure, Springer, Berlin, 4. Aufl. 2001

U. Tietze, C. Schenk: Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer,

Berlin, 12. Aufl. 2002

P. Horowitz, W. Hill: The Art of Electronics, Cambridge University Press,

2. Aufl. 1989

3.3.4 Systemtheorie


Modul Systemtheorie


E3B340 Vorlesung Systemtheorie



Dozenten Prof. Dr. Manfred Strohrmann

Sprache Deutsch

Lehrform, SWS Vorlesung: 4 SWS

Modus Pflichtfach


Stud. Arbeitsaufwand Präsenzstudium: 60 h

Eigenstudium: 60h

Credits 4 CP

Voraussetzungen keine


Allgemein: Vermittlung des Verständnisses für die elektrotechnischen und physikalischen Grundgesetze und deren Anwendung in Berechnungsverfah-ren

Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen: Das Modul ist eng ge-koppelt an die mathematischen Module HM1 - HM3.

Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen / Schlüsselquali-fikationen: Anwendung derselben Berechnungsmethoden für unterschiedli-che Energiedomänen

Fachliche Kompetenz: (siehe Inhalt)

Module

30

Methodische Kompetenz: Anwendung der elektrotechnischen und physika-lischen Grundgesetze und Berechnungsverfahren zur Lösung elektrotechni-scher Probleme.

Fachübergreifende Kompetenzen: Die Systemtheorie ist Basiswissen für nahezu alle anderen elektrotechnischen Fachgebiete.

Einbindung in die Berufsvorbereitung: Das Verständnis der grundlegenden elektrotechnischen und physikalischen Gesetze und deren Anwendung in Berechnungsverfahren gehört zu den Kernkompetenzen jedes Elektro-ingenieurs.

Inhalt Vorlesung: Systemtheorie

Leitfaden Modellbildung

Grundlegende Signale

Lineare Differentialgleichungen

Beschreibung von Systemen im Zeitbereich

Laplace-Transformation

Beschreibung lineare Systeme im Bildbereich

Fourier-Reihen


Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden für die Vorlesung Systemtheorie in einer schriftlichen Klausur (Dauer 90 min) bewertet.

Medienformen Skript

Tafelanschrieb

Präsentationen mit Beamer

Übungen

Literatur Scheidthauer, Rainer: Signale und Systeme, Teubner Verlag

Föllinger, Otto: Laplace- und Fourier-Transformation. Heidelberg, Hüthig

3.3.5 Elektrische Maschinen 1


Modul Elektrische Maschinen 1


E3B350 Vorlesung Elektrische Maschinen 1


Modulverantwortlicher Prof. Dr. Thomas Köller

Dozenten Prof. Dr. Thomas Köller

Sprache Deutsch


Vorlesung, 4 SWS

Modus Pflichtmodul



Credits 6 CP

Voraussetzungen Vorlesungen der ersten beiden Semester


Allgemein:

Ziel des Moduls ist die grundlegende Wissensvermittlung in den Bereichen Transformator und elektromechanische Energiewandlung. Der Schwerpunkt liegt dabei auf Wirkungsprinzipien und Betriebsverhalten.

Module

31


Es handelt sich um eine einführende Veranstaltung in den Themenkomplex der elektrischen Maschinen.


Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, die Wir-kungsweise und das Betriebsverhalten des Transformators und der Gleich-strommaschine zu beschreiben.


Das Verständnis und die Beschreibung eines Transformators gehört zu den wesentlichen Grundkenntnissen eines Elektroingenieurs. Der Einsatz von Transformatoren in allen Bereichen der Elektrotechnik, von der Energiever-teilung bis hin zu Spannungswandlung in elektronischen Geräten, macht eine detaillierte Beschreibung im Studium zwingend erforderlich.

Die Gleichstrommaschine ist nicht nur ein didaktisch wertvolles Mittel in den Themenkomplex der elektrischen Maschinen einzudringen. Ein detailliertes Verständnis ist wichtig für den korrekten Einsatz im Prüffeld. Für einige Firmen im Einzugsgebiet der Hochschule Karlsruhe Hochschule – Wirt-schaft und Technik, die als künftige Arbeitgeber der Studierenden in Be-tracht kommen, sind detaillierte Kenntnisse über die Gleichstrommaschine wesentlich.

Inhalt Wiederholung wichtiger Grundkenntnisse und Erweiterung dieser Kenntnisse aus dem Bereich der Feldtheorie.

Einphasentransformatoren.

Drehstromtransformatoren.

Instationäres Betriebsverhalten von Transformatoren.

Funktionsweise der Gleichstrommaschine.

Bauformen und Betriebsverhalten der Gleichstrommaschine.




Skriptum zur Vorlesung

Folien


Literatur R. Fischer: Elektrische Maschinen, Hanser Verlag

H. Eckhardt: Grundzüge der elektrischen Maschinen, Teubner Studienbü-cher

Module

32

3.4 Viertes Semester

3.4.1 Berechnungsverfahren der Elektrotechnik


Modul Berechnungsverfahren der Elektrotechnik


E4B411 Vorlesung Theoretische Elektrotechnik E4B412 Vorlesung Theorie Digitaler Systeme E4B413 Vorlesung Modellbildung und Simulation



Dozenten Prof. Dr. Günter Langhammer Prof. Dr. Manfred Strohrmann Prof. Dr. Thomas Köller

Sprache Deutsch

Lehrform, SWS Vorlesung Theoretische Elektrotechnik, 2 SWS

Vorlesung Theorie Digitaler Systeme, 2 SWS

Vorlesung Modellbildung und Simulation, 2 SWS

Modus Pflichtfach


Stud. Arbeitsaufwand Präsenzstudium: 90h

Eigenstudium: 150h

Credits 8 CP

Voraussetzungen Grundstudium


Allgemein: Ziel des Moduls ist zum einen die Vermittlung des Verständnis-ses für die elektrotechnischen und physikalischen Grundgesetze und zum anderen deren Anwendung in Berechnungsverfahren.

Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen: (siehe Inhalt)

Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen / Schlüsselquali-fikationen:


Methodische Kompetenz: Anwendung der elektrotechnischen und physika-lischen Grundgesetze und Berechnungsverfahren zur Lösung elektrotechni-scher Probleme.

Fachübergreifende Kompetenzen: Basiswissen für nahezu alle anderen elektrotechnischen Fachgebiete.

Einbindung in die Berufsvorbereitung: Das Verständnis der grundlegenden elektrotechnischen und physikalischen Gesetze und deren Anwendung in Berechnungsverfahren gehört zu den Kernkompetenzen jedes Elektro-ingenieurs.

Inhalt Vorlesung: Theoretische Elektrotechnik

Einteilung elektrischer und magnetischer Felder

Mathematische Darstellung von Feldfunktionen

Eigenschaften von Vektorfeldern

Gleichungen der Feldtheorie

Wellenausbreitung

Analytische Verfahren zur Berechnung elektrostatischer Felder.

Vorlesung: Theorie Digitaler Systeme

Module

33

Fourier-Transformation analoger und digitaler Signale

z-Transformation und diskrete Fourier-Transformation

Analyse und Beschreibung digitaler Systeme

Filter (Hochpass, Tiefpass, Allpass)

Vorlesung: Modellbildung und Simulation

Grundlagen zur Simulation und Modellbildung.

Erlernen der Modellbildung und Simulation an unterschiedlichen Beispielen.

Kennlernen des Programmpakets Matlab/Simulink.

Numerische Ungenauigkeiten.

Konvergenz von Lösungsverfahren.

Parameteridentifikationsverfahren.


Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden für die Vorlesung Theoretische Elektrotechnik in einer schriftlichen Klausur (Dauer 60 min) bewertet. Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden für die Vorlesung Theorie digitaler Systeme in einer schriftlichen Klausur (Dauer 90 min) bewertet. Die Kenntnisse der Studierenden werden für die Vorlesung Modellbildung und Simulation in einer schriftlichen Klausur (Dauer 60 min) bewertet.

Medienformen Skript

Tafelanschrieb

Folien / Beamer

Übungen

Literatur

A.J. Schwab Begriffswelt der Feldtheorie, Springer-Verlag Berlin Heidel-

berg 1993; 4. Aufl.

Föllinger, Otto: Laplace- und Fourier-Transformation. Heidelberg, Hüthig

J. Hoffmann, U. Brunner: Matlab & Tools, Addison-Wesley.

A. Angermann,M. Beuschel/Martin Rau/U. Wohlfarth: Matlab - Simulink –

Stateflow, Oldenbourg Verlag.

3.4.2 Elektrische Energiesysteme

Studiengang Energie und Automatisierungstechnik

Modul Elektrische Energiesysteme


E4B421 Vorlesung Elektrische Energieversorgung

E4B422 Vorlesung Hochspannungstechnik


Modulverantwortlicher Prof. Dr. Günter Langhammer

Dozenten Prof. Dr. Günter Langhammer

Sprache Deutsch

Lehrform, SWS Vorlesung Elektrische Energieversorgung, 4 SWS

Vorlesung Hochspannungstechnik, 2 SWS

Modus Pflichtmodul


Stud. Arbeitsaufwand Präsenzstudium: 90 h

Eigenstudium: 90 h

Module

34

Credits 6 CP

Voraussetzungen Kenntnisse der Grundlagen der Elektrotechnik und Mathematik


Allgemein: Grundlegende Kenntnisse des Aufbaus und der Berechnung von elektrischen Energieversorgungssystemen und dazu erforderliche hoch-spannungstechnische Grundkenntnisse.

Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen: Es werden die grundle-genden Technologien der Komponenten zur Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie nebst den zugehörigen Schutzmaßnahmen behandelt. Die Simulation kompletter Energieversorgungssysteme erfolgt im Modul „Elektrische Netze“. Ergänzend werden Grundkenntnisse der Hoch-spannungstechnik vermittelt, die ein grundlegendes Verständnis der physi-kalischen Vorgänge in Isolierstoffen ermöglichen und die Basis zur Konstruk-tion hochspannungstechnischer Geräte bilden. Ferner stellen sie die Vo-raussetzung zur Durchführung des Hochspannungspraktikums dar.



Methodische Kompetenz: Problembezogene Anwendung von

Näherungen für vereinfachte Berechnungsverfahren ohne Rechner-unterstützung zur Berechnung von Strom- und Spannungsverteilungen.

Basisverfahren für die digitale Berechnung von Netzen.

Fachübergreifende Kompetenzen: Die Berechnung von Netzen und ihr Schutz setzen die Kenntnis der Netzkomponenten voraus. Daraus ergeben sich fachübergreifende Kompetenzanforderungen zu Kenntnissen aus dem Gebiet der elektrischen Maschinen (Transformatoren, Generatoren etc.), den Grundlagen der Elektrotechnik, der Physik (Schaltgeräte), der Mechanik etc.

Einbindung in die Berufsvorbereitung: Die Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie sowie die Anwendung der dabei erforder-lichen hochspannungstechnischen Kenntnisse und grundlegenden Bean-spruchungs- und Konstruktionszusammenhänge von Hochspannungs-geräten und -anlagen gehören zu den Kernkompetenzen eines Ingenieurs der Energietechnik.

Inhalt

Vorlesung: Elektrische Energieversorgung

Grundbegriffe der Energiewirtschaft; Energieverbrauch; Belastungs-diagramme; Energiekosten

Kraftwerkseinsatz; Energieträger in der öffentlichen Versorgung

Kraftwerke (thermische Kraftwerke, Wasserkraftwerke, Primär- und Sekundärregelung, Windkraftanlagen, Photovoltaik)

mathematische Grundlagen der Netzberechnung (symmetrische Komponenten)

Leitungen und Kabel (Bauformen, Leitungsimpedanzen, Ersatzschaltbild, stationärer Betrieb)

Aufbau von elektrischen Energieversorgungsnetzen

Grundlegende Verfahren zur Netzberechnung

Grundbegriffe der Kurzschlussstromberechnung

Schaltgeräte

Aufbau von Schaltanlagen

Vorlesung: Hochspannungstechnik

Überspannungen in Energieversorgungsnetzen;

Spannungsbeanspruchungen von Betriebsmitteln;

Module

35

analytische und numerische Berechnung elektrostatischer Felder;

Felder in Mehrstoffdielektrika;

Gasförmige, flüssige und feste Isolierstoffe im elektrischen Feld (Leitfähigkeit, Polarisation, Durchschlagsmechanismen, Gasent- ladungsvorgänge, Teilentladungen);

Grundzüge der Hochspannungsprüftechnik

Wanderwellenvorgänge.


Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden in schriftlichen Klau-suren bewertet.

Elektrische Energieversorgung: Dauer 90 min.

Hochspannungstechnik: Dauer 60 min.


Skript

Folien

Übungsaufgaben

Exponate

Laborversuche

Literatur Vorlesung: “Elektrische Energieversorgung”

- D. Oeding; B.R. Oswald:

Elektrische Kraftwerke und Netze

6. Aufl., Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 2004

- G. Hosemann; W. Boeck:

Grundlagen der elektrischen Energietechnik

2. Aufl., Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1983

- W. Courtin:

Elektrische Energietechnik,

Vieweg Verlag 1999

- K. Heuck; K.-D. Dettmann:

Elektrische Energieversorgung

4. Aufl., Vieweg Verlag 1999

- W. Knies; K. Schierack:

Elektrische Anlagentechnik

Carl Hanser Verlag München Wien 1991

- G. Kiefer:

VDE 0100 und die Praxis

9. Aufl., VDE Verlag 1999

- R. Flosdorff; G. Hilgarth:

Elektrische Energieverteilung 6. Aufl., Teubner Verlag 1992

Vorlesung: „Hochspannungstechnik“

- M. Beyer; W. Boeck; K. Möller; W. Zaengl

Hochspannungstechnik

Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1986

- A.J. Schwab Hochspannungsmeßtechnik

Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1981; 2. Aufl.

- D. Kind; K. Feser

Hochspannungs-Versuchstechnik

Module

36

Vieweg-Verlag ; 5. Auflage 1995

- Rüdenberg: Elektrische Schaltvorgänge

Springer-Verlag Berlin/Heidelberg/New York 1974

3.4.3 Elektrische Maschinen 2

Studiengang Elektrotechnik

Modul Elektrische Maschinen 2


E4B430 Vorlesung Elektrische Maschinen 2


Modulverantwortlicher Prof. Dr. Thomas Köller

Dozenten Prof. Dr. Thomas Köller

Sprache Deutsch


Vorlesung, 4 SWS

Modus Pflichtmodul



Credits 4 CP

Voraussetzungen Vorlesungen der ersten beiden Semester, Elektrische Maschinen 1


Allgemein: Grundlegende Wissensvermittlung im Bereich der Drehfeldan-triebe. Der Schwerpunkt liegt dabei auf Wirkungsprinzipien und Betriebs-verhalten.


Grundlegende Kenntnisse der Drehfeldantriebe werden in keiner anderen Vorlesung vermittelt.


Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage, die Wir-kungsweise und das stationäre Betriebsverhalten von Asynchronmaschinen und Synchronmaschinen zu beschreiben.


Drehfeldantriebe sind in einer industrialisierten Umwelt nicht mehr wegzu-denken. Den Studierenden werden Kenntnisse über die Fähigkeiten und Einsatzmöglichkeiten dieser Maschinen vermittelt.

Inhalt Grundlagen zur Entstehung eines Drehfeldes.

Wicklungsausführungen.

Drehfeld- und Strombelagsverteilungen.

Drehmomentbildung.

Raumzeigertheorie/Symmetrische Komponenten.

Wirkungsweise und Betriebsverhalten der Asynchronmaschine (Er-satzschaltbild, Zeigerdiagramm, Leistungsbilanz, Stromortskurve, Drehmoment-Drehzahlkennlinie).

Drehzahlstellung bei der Asynchronmaschine.

Einphasenmaschinen.

Wirkungsweise und Betriebsverhalten der Vollpol-Synchronmaschine (Ersatzschaltbild, Zeigerdiagramm, Grenzleis-tungsdiagramm).

Besonderheiten im Aufbau und Betriebsverhalten der Schenkelpol-Synchronmaschine.

Module

37





Folien


Literatur R. Fischer: Elektrische Maschinen, Hanser Verlag


3.4.4 Automatisierungstechnik 1


Modul Automatisierungstechnik 1


E4B441 Vorlesung Steuerungstechnik

E4B442 Labor Steuerungstechnik




Sprache Deutsch



Modus Pflichtmodul



Credits 6 CP

Voraussetzungen Kenntnisse der Module: Grundlagen der Informatik, Mikrocontroller.


Allgemein:

Es werden Beschreibungsmittel und Entwurfsmethoden zur systematischen Lösung von steuerungstechnischen Aufgabenstellungen vermittelt.


In diesem Modul stehen die Methoden der klassische Steuerungstechnik (Schaltwerke, Schaltnetze, Zustandsgraphen) und ihre Abbildung auf den Rechnertyp "Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS)" im Vordergrund. Die Modellierung technischer Prozesse in graphischer und mathematischer Form, die System-übergreifende Sicht bis hin zur Mensch-Maschine-Schnittstelle ist dagegen im Modul "Automatisierungstechnik" als Schwer-punkt verankert.


Die Studierenden werden in die Lage versetzt werden, aus einer beliebigen technologischen Aufgabenstellung die relevanten steuerungstechnischen Anforderungen zu ermitteln, diese in eindeutiger, formalisierter Form zu beschreiben und daraus Lösungsstrukturen zu entwerfen. Die Umsetzung auf Basis der IEC-Norm 61131-3 in reale Programme wird dann beherrscht.


Die Lösung steuerungstechnischer Aufgaben ist eine der Kernaufgaben eines Ingenieurs der Energie- und Automatisierungstechnik.

Inhalt Vorlesung Steuerungstechnik:

Module

38

Systemübersicht: Sensoren-Aktoren-SPS-Systeme

Zahlendarstellungen, Kodiersysteme

Entwurfsmethoden der Steuerungstechnik

Programmiermodell der SPS Labor Steuerungstechnik:

Versuche zu:

Entwurf, Projektierung und Programmierung von steuerungstechni-schen Lösungen für ein Prozessmodell aus der Fertigungs-Automatisierung

Test und Inbetriebnahme von Hard- und Software für einen Teilpro-zess (jede Teilnehmergruppe für sich)

Test und Inbetriebnahme des Gesamt-Prozessmodells (alle Teil-nehmer gemeinsam)


Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden in einer schriftlichen Klausur (Dauer 120 min) bewertet. Die praktischen Fähigkeiten werden bei den Laborversuchen durch Kolloquien und durch schriftliche Berichte zu jedem Laborversuch bewertet.


Skriptum als Ausdruck und PDF-File

Beamer-Präsentation aller -Abbildungen aus dem Skriptum

Beamer-Präsentation von Programmbeispielen mit Test- und Simu-lationsprogramm


Laboranleitungen

Literatur Schnell, G.:

Sensoren in der Automatisierungstechnik, Vieweg, 1993

Olsson / Piani:

Steuern, Regeln, Automatisieren, Hanser 1993

Polke, M.:

Prozeßleittechnik, 2. Auflage, Oldenbourg-Verlag 1994

Rembold / Levi:

Realzeitsysteme zur Prozeßautomatisierung, Hanser 1994

Auer, A.:

SPS, Aufbau und Programmierung, Hüthig 1996

Schaaf, B. D.:

Automatisierungstechnik, Hanser 1992

Seitz, M.:

Speicherprogrammierbare Steuerungen, Fachbuchverlag Leipzig, 2003

Wellenreuther / Zastrow:

Automatisieren mit SPS, Vieweg 2001, ISBN 3-528-03910-8,

Berger, H.:

Automatisierung mit STEP 7 in AWL und SCL, Siemens Hrsg. Publicis Cor-porate Publishing ISBN 3-89578-197-5

Braun, W.:

Speicherprogrammierbare Steuerungen in der Praxis, Vieweg, 1999

Kaftan, J.:

SPS-Grundkurs mit SIMATIC S7, Vogel Buchverlag 1998,

Habermann / Weiß:

STEP7-Crashkurs, Selbstverlag

Borucki, L.:

Module

39

Digitaltechnik, Teubner, ISBN 3-519-36415-8

Hertwig, A. / Brück, R.:

Entwurf digitaler Systeme, Hanser, ISBN 3-446-21406-2

3.4.5 Regelungstechnik


Modul Regelungstechnik


E4B451 Vorlesung Regelungstechnik

E4B452 Praktikum Regelungstechnik


Modulverantwortlicher Prof. Dr. Hermann R. Fehrenbach

Dozenten Prof. Dr. Hermann R. Fehrenbach

Sprache Deutsch



Modus Pflichtmodul


Stud. Arbeitsaufwand Präsenzstudium 90 SWS, Eigenstudium 90 SWS

Credits 6 CP

Voraussetzungen Kenntnisse der Module Systemtheorie und Mathematik 1-3


Allgemein:

Hier erfolgt die Vermittlung der theoretischen Grundlagen der Regelungs-technik mit praktischen Übungen in Matlab/Octave und Vertiefung der er-worbenen Kenntnisse im Laborpraktikum. Die Studierenden erwerben die Fertigkeiten zur Beschreibung, Identifikation und Analyse von Strecken sowie unterschiedliche Verfahren zur Synthese von Regelungssystemen.


Das Modul basiert auf den systemtheoretischen Grundlagen und versteht sich als Bindeglied zum Modul elektrische Antriebe


Zum Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage sein, Rege-lungsstrecken zu beschreiben, deren Verhalten zu simulieren, geeignete Regungssysteme auszuwählen und zu parametrieren.


Die Auslegung von Reglern von Energie- und Antriebsystemen gehört zu den Kernaufgaben eines Ingenieurs.

Inhalt Vorlesung Regelungstechnik:

Einführung und Motivation

Beschreibung von Signalen im Zeit-, Frequenz- und Bildbereich

Modellierung von LTI-Systemen mit Übertragungsfunktionen, Zu-standsdarstellung

Systemanalyse mit Nyquist-, Bodediagrammen

Beschreibung von Regelungsstrecken, Übertragungsglieder

Systemanalyse, algebraische und graphische Stabiltätskriterien

Standardregler und deren Eigenschaften

Analoge und digitale Realisierung (Direct Digital Control)

Unstetige Regler

Module

40

Reglersynthese: Ingenieurmäßige Einstellverfahren, Entwurf im Frequenzbereich, Frequenzkennlinienverfahren, Wurzelortskurven-Verfahren

Praktikum Übertragungstechnik:

Versuche zu:

Frequenzgang und Bodediagramm

Regler und deren Einstellung

Regelung eines TDI-Motors am Beispiel eines Leerlaufreglers


Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden in einer schriftlichen Klausur (Dauer 120 min) bewertet. Die praktischen Fähigkeiten im Umgang mit den Messmitteln und den Laborversuchen werden durch Kolloquien und durch schriftliche Berichte zu jedem Laborversuch bewertet.


Folien (Präsentation/Staroffice, PDF)

Matlab/Octave-Simulationsskripte

Übungsblätter mit Lösungen

Literatur Download: Foliensätze als PDF-Dokumente, Übungsblätter mit Lösungen

Föllinger O.: Regelungstechnik, Einführung in die Methoden und ihre An-wendung, Hüthig Heidelberg, 1994

Lunze, J.: Regelungstechnik 1, Systemtheoretische Grundlagen, Analyse und Entwurf einschleifiger Regelungen, Springer, Berlin,Heidelberg,New York, 2003

Schulz, G.: Reglungstechnik, Grundlagen, Analyse und Entwurf von Regel-kreisen, rechnergestützte Methoden, Springer, Berlin, Heidelberg, New York, 1995

Module

41

3.5 Fünftes Semester

3.5.1 Praxistätigkeit


Modul Praxistätigkeit (PRA)


E5BP02 Praxistätigkeit


Modulverantwortlicher Prof. Guntram Schultz

Dozenten alle Professoren der Fakultät

Sprache Deutsch


Projekttätigkeit: Praktische Tätigkeit in einem Unternehmen, Dauer 95 Prä-senztage

Modus Pflichtmodul


Stud. Arbeitsaufwand 720 h

Credits 24 CP

Voraussetzungen 108 CP


Allgemein: Zweck der Praxistätigkeit ist es, den Studierenden frühzeitig die Gelegenheit zu geben, das von ihnen erworbene Wissen in der Praxis an-zuwenden und gleichzeitig die betrieblichen Abläufe in einem Unternehmen kennenzulernen.

Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen: Praktische Anwendung des in anderen Modulen erworbenen Wissens

Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen / Schlüsselqua-lifikationen: Anwendung des Wissens in der Praxis, Fähigkeit zur Arbeit in einer Gruppe

Einbindung in die Berufsvorbereitung: Praktika in Unternehmen während des Studiums und die daraus resultierende Kenntnis der betrieblichen Ab-läufe sind ein entscheidender Wettbewerbsvorteil der Absolventen unserer Hochschulen.

Inhalt Projekttätigkeit:

Praktische Tätigkeit in einem Industrieunternehmen oder sonstigen geeig-neten Ausbildungsbetrieb für die Dauer von 95 Präsenztagen. Die Studie-renden sind in aktuelle Projekte des Betriebes aus den Bereichen Entwick-lung, Produktion oder Vertrieb eingebunden. Die von den Studierenden bearbeiteten Projekte befassen sich mit Themen aus der Energie- und Au-tomatisierungstechnik und erlauben die praktische Anwendung des an der Hochschule erworbenen Wissens. Sie vermitteln einen Einblick in das spä-tere Berufsleben.

Die Studierenden sind selbst dafür verantwortlich, einen geeigneten Ausbil-dungsbetrieb und ein passendes Projekt zu finden.


Schriftlicher Bericht und mündliches Referat (Dauer 20 min)

Medienformen

Literatur

Module

42

3.5.2 Praxis Vor- und Nachbereitung


Modul Praxis Vor- und Nachbereitung


E5BP01 Vorbereitung der Praxistätigkeit

(Fachvorträge Seminar Elektrotechnik) E5BP03 Nachbereitung der Praxistätigkeit




Sprache Deutsch


Vorbereitung der Projekttätigkeit: Besuch des Fachseminars

Energietechnik,

Nachbereitung der Projekttätigkeit: Blockveranstaltung an der Hochschule, Dauer: 1 Woche

Modus Pflichtmodul


Stud. Arbeitsaufwand Vorträge, Blockveranstaltungen

Credits 6 CP

Voraussetzungen


Allgemein: Hier werden die Studierenden auf die Praxistätigkeit vorbereitet, bzw. berichten über die darin gewonnenen Erkenntnisse innerhalb eines Fachvortrages.

Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen: Gegenstand des Se-minars Energietechnik sind Berichte von Fachleuten aus der Industrie.

Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen / Schlüsselqua-lifikationen: Es werden entwickelt: die Fähigkeit zu Kommunizieren, mit und in Gruppen zu arbeiten sowie sich selbst und andere zu motivieren

Einbindung in die Berufsvorbereitung: Praxisbezug durch Erstellung von eigenen Berichten und Vorträgen

Inhalt Vorbereitung der Projekttätigkeit:

Die Studierenden besuchen in der Seminarwoche Vorträge, die von Vertre-tern aus der Industrie an der Hochschule gehalten werden.

Nachbereitung der Projekttätigkeit:

In einer Blockveranstaltung berichten die Studierenden in einem Vortrag über ihre Projekttätigkeit. Die Studierenden üben dabei, Vorträge über ein gegebenes Thema in einer vorgegebenen Zeit zu halten. In den Diskussi-onsrunden erhalten die Studierenden Rückmeldung zu ihrem Vortrag.


Medienformen Folien

Powerpoint-Präsentationen

Literatur

Module

43

3.6 Sechstes Semester

3.6.1 Leistungselektronik


Modul Leistungselektronik


E6B611 Vorlesung Leistungselektronik

E6B612 Labor Leistungselektronik


Modulverantwortlicher Prof. Dr. Alfons Klönne

Dozenten Prof. Dr. Alfons Klönne

Sprache Deutsch


Vorlesung, 4 SWS Labor 2 SWS mit Gruppengröße: 3-4 Studenten

Modus Wahlpflichtmodul



Credits 8 CP

Voraussetzungen Kenntnisse der Module Elektronik und Mathematik 1-3 sowie Wechsel-stromtechnik


Allgemein: In diesem Modul erfolgt die Vermittlung von grundlegenden the-oretischen und praktischen Kenntnissen zu modernen Verfahren der Leis-tungselektronik. In der Leistungselektronik werden die Grundlagen für die resourcenschonende Umformung elektrischer Energie in die gewünschte elektrische Energie anderer Spannung und Frequenz gelegt.


In diesem Modul werden die Verfahren zur Umformung elektrischer Energie von Gleich – in Wechselgrößen und umgekehrt behandelt. Schwerpunkt ist die effiziente Umwandlung elektrischer Energie, d.h. dynamisch mit gerin-gen Verlusten. In der Leistungselektronik werden die Stellerschaltungen und Modulationsverfahren hergeleitet, die z.B. Voraussetzung für die Stromregelung bei elektrischen Antrieben sind.


Zum Abschluss des Moduls verfügen die Studierenden über einen syste-matischen Überblick über die Leistungselektronik. Die wichtigsten Steller-schaltungen für netz- und selbstgeführte Stromrichter sind eingeführt und bekannt. Im Gegensatz zum Elektronik-Modul steht die effiziente Umfor-mung auch größerer Mengen elektrischer Energie im Vordergrund. Im Ge-gensatz zum Modul Elektrische Antriebe stehen die Modulations- und Re-gelungsverfahren für den Stromrichter im Vordergrund.

Einbindung in die Berufsvorbereitung: Leistungselektronik ist der Schlüssel moderner elektrischer Antriebstechnik und geregelter elektrischer Energie-übertragung. Im Rahmen der zunehmenden Automatisierung nimmt die Bedeutung der leistungselektronischen Stellglieder - der Stromrichter - im industriellen Einsatz, insbesondere im Bereich der drehzahlvariablen An-triebe weiter zu. Ebenso ist die Leistungselektronik Voraussetzung für die energieeffiziente Umformung elektrischer Größen bei regenerativen Ener-gien.

Inhalt Vorlesung Leistungselektronik:

Module

44

Bauelemente der Leistungselektronik (Grundlagen, Diode, BJT, MOSFET, IGBT, GTO, Thyristor, Schaltverhalten, Wärmemanage-ment, Schutzbeschaltungen),

Grundfunktionen von Stromrichterschaltungen,

netzgeführte Stromrichterschaltungen,

lastgeführte Stromrichter,

selbstgeführte Stromrichter,

Gleichspannungswandler,

Netzrückwirkungen, Steuerverfahren für Stromrichter mit Span-nungs- und Stromzwischenkreis,

Pulsweiten- und Raumzeigermodulationsverfahren,

Maßnahmen zur EMV-Reduktion

Labor Leistungselektroník:

Versuche zu:

Einführung Netzgeführte Stromrichter

Wechselstromsteller

Vollgesteuerte Brückenschaltung

Halbgesteuerte Brückenschaltung


Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden in einer schriftlichen Klausur (Dauer 120 min) bewertet. Die praktischen Fähigkeiten im Umgang mit den Messmitteln und den Laborversuchen werden durch Kolloquien und durch schriftliche Berichte zu jedem Laborversuch bewertet.


Folien

Leistungselektronik-Simulationsprogramme



Literatur

Michel, Manfred: Leistungselektronik, Einführung in Schaltungen und deren Verhalten, Springer, Berlin, 2003

Anke, Dieter: Leistungselektronik, Oldenbourg, Berlin, 2000

Lappe, R., Conrad, H., Kronberg, M.: Leistungselektronik, Verlag Technik, Berlin, 1994

Meyer, M.: Leistungselektronik, eine Einführung, Springer, Berlin, 1990

Mohan, N.; Undeland, T.M.; Robbins, W.P.: Power Electronics, Willey, 1989

Specovious, Joachim: Grundkurs Leistungselektronik, Vieweg, Berlin, 2003

3.6.2 Energieumformung

Studiengang Energie und Automatisierungstechnik

Modul Energieumformung


Vorlesung Thermodynamik (EB621)

Labor Elektrische Maschinen (E6B622)


Modulverantwortlicher Prof. Dr. Karl Ehinger

Dozenten Prof. Dr. Karl Ehinger (Vorlesung) , Dipl.-Ing. (FH) Sekinger (Labor)

Sprache Deutsch


Vorlesung, 4 SWS Labor 2 SWS mit Gruppengröße: 3-4 Studierende

Module

45



Stud. Arbeitsaufwand Eigenstudium 60 h, Präsenzstudium 60 h

Credits 8 CP

Voraussetzungen Vorlesungen: Physik, Höhere Mathematik,

Elektrische Maschinen 1, Elektrische Maschinen 2


Allgemein: Ziel des Moduls ist die Wissensvermittlung im Bereich der Ener-gieumwandlung.

Das Ziel der Vorlesung ist die Vermittlung der Grundlage für das Verstehen realer thermischer Prozesse.

Das Ziel des Labors ist die praktische Wissensvermittlung im Bereich: Mes-sung elektrischer und nichtelektrischer Kenngrößen bei elektromechani-schen Energiewandlern.


Die Technische Thermodynamik gehört zur Basis der Ingenieurwissen-schaften.

Das Labor vermittelt dem Studierenden anwendungsorientierte Kenntnisse bei der Prüfung elektromechanischer Energiewandler.


Die Studierenden können nach dem Besuch der Vorlesung thermodynami-sche Prozesse beurteilen und zielgerichtet verbessern.

Nach Abschluss des Labors können die Studierenden Standardmessverfah-ren für elektrische Maschinen einsetzen.


Optimale Energiewandlung ist in allen technischen Bereichen von entschei-dender Relevanz. Elektrische Maschinen sind in einer industrialisierten Umwelt nicht mehr wegzudenken. Den Studierenden werden Kenntnisse über Messung und Prüfung praxisorientiert vermittelt.

Inhalt Temperatur- und Druckmessung

Thermische Eigenschaften von Gasen, Flüssigkeiten und Festkör-pern

Hauptsätze der Thermodynamik

Kreisprozesse

Transformator.

Gleichstrommaschine.

Synchronmaschine.

Asynchronmaschine.



Medienformen Folienanschrieb

Experimente


Sammlung von Übungsaufgaben

Labor

Literatur G. Cerbe, Technische Thermodynamik, Hanser Verlag

K. Langeheinecke, Thermodynamik für Ingenieure, Vieweg Verlag

R. Fischer: Elektrische Maschinen, Hanser Verlag


Module

46

3.6.3 Hochspannungstechnik und Elektromagnetische Verträglichkeit


Modul Hochspannungstechnik und Elektromagnetische Verträglichkeit


E6B631 Vorlesung Elektromagnetische Verträglichkeit

E6B632 Praktikum Elektromagnetische Verträglichkeit

E6B633 Praktikum Hochspannungstechnik


Modulverantwortlicher Prof. Dr. Günter Langhammer

Dozent Prof. Dr. Günter Langhammer

Sprache Deutsch

Lehrform, SWS Vorlesung Elektromagnetische Verträglichkeit , 2 SWS

Praktikum Elektromagnetische Verträglichkeit , 2 SWS

Praktikum Hochspannungstechnik, 2 SWS



Stud. Arbeitsaufwand Präsenzstudium: 90 h, Eigenstudium: 90 h

Credits 8 CP

Voraussetzungen Grundstudium + EMV-Vorlesung (für Praktikum)

Grundstudium + HS-Vorlesung (für Praktikum)


Allgemein: Ziel des Moduls ist die Vermittlung von grundlegenden Kenntnis-sen zur Sicherstellung elektromagnetischer Verträglichkeit und

der Prüfung hochspannungstechnischer Geräte


Das Praktikum Hochspannungstechnik baut auf der Vorlesung Hochspan-nungstechnik des 4. Semesters auf.


Methodische Kompetenz:

Erkennen physikalischen Zusammenhänge und Ursachen für fehlende elekt-romagnetische Verträglichkeit sowie Kenntnis der Methoden zur Sicherstel-lung der elektromagnetischen Verträglichkeit. Kenntnis grundlegender Prüf-verfahren für Gleich-, Werchsel- und Impulsspannungen sowie des Verhal-tens von Leitungen bei Impuls-beanspruchungen.

Fachübergreifende Kompetenzen:

Die Bearbeitung von EMV-Problemen setzt u.a. Kompetenzen aus den Ge-bieten Physik, theoretische Elektro-technik, elektrische und elektronische Komponenten und Schaltungstechnik voraus. Die Lösung hochspannungs-technischer Aufgabenstellungen erfordert Vorkenntnisse u.a. aus den Gebie-ten der Physik, Grundlagen der Elektrotechnik und der Theoretischen Elekt-rotechnik sowie der Werkstoffkunde


Die Kenntnis grundlegender Zusammenhänge bei der Entstehung und Be-hebung von EMV-Problemen gehört heute zu den Grundkenntnissen jedes Elektroingenieurs sowohl aus dem Bereich der Nachrichten- als auch Ener-gietechnik.

Die Lösung praktischer Aufgabenstellungen im Bereich der Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie setzt hochspannungs-technische Kenntnisse sowie Grundkenntnisse der Konstruktion und Prüfung

Module

47

von Hochspannungsgeräten und -anlagen voraus, die zu den Kern-kompetenzen eines Ingenieurs der Energietechnik gehören.

Inhalt Vorlesung: Elektromagnetische Verträglichkeit

Grundbegriffe, Normen;

Störgrößen im Zeit- und Frequenzbereich

Grundlagen der Störungseinkopplung (Kopplungsarten, Gleich- und Gegentaktstörungen)

Störquellen

Erdung und Massung

Schirmung

Filter

Maßnahmen bei EMV-Problemen

Überspannungsschutz

Praktikum: Elektromagnetische Verträglichkeit

Elektrische und magnetische Kopplungen

Kopplungsimpedanz

Beeinflussung durch magnetische Felder und deren Schirmung

Emission gestrahlter Störungen

Störfestigkeitsmessung bei diskreten, hohen Frequenzen

Praktikum: Hochspannungstechnik

Erzeugung u. Messung hoher Wechselspannungen

Erzeugung u. Messung hoher Gleichspannungen

Erzeugung u. Messung von Stoßspannungen

Wanderwellen


- Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden für die EMV-

Vorlesung in einer schriftlichen Klausur (Dauer 60 min) bewertet.

- Der Kenntnisstand über die Praktika wird durch mündliche Befragung vor

der Versuchsdurchführung und die Bewertung der Versuchsberichte

festgestellt und bewertet.

Medienformen Skript

Tafelanschrieb

Folien

Exponate, Anschauungsmaterial

Laborversuche

Literatur

Vorlesung und Praktikum „Elektromagnetische Verträglichkeit

- A.J. Schwab Elektromagnetische Verträglichkeit

Springer Verlag; Berlin Heidelberg New York, 1994; 3. Aufl.

- K.H. Gonschorek; H. Singer

Elektro-Magnetische Verträglichkeit

B.G. Teubner Stuttgart, 1992

Rodewald, A. Elektromagnetische Verträglichkeit

Vieweg Verlag Braunschweig, Wiesbaden, 1995

- K. Scheibe Elektromagnetische Verträglichkeit und Europäischer

Binnenmarkt

vde-verlag gmbh; Berlin Offenbach, 1993

Module

48

- P. Hasse; J. Wiesinger

EMV Blitz-Schutzzonen-Konzept

Pflaum Verlag München, 1994; 4. Auflage

- H. Meyer Scheibe

Elektromagnetische Verträglichkeit von Auto-

matisierungssystemen

vde-verlag gmbh; Berlin Offenbach, 1992

- P. Hasse; J. Wiesinger

Handbuch für Blitzschutz und Erdung

Pflaum Verlag München, 1993; 4. Auflage

Praktikum „Hochspannungstechnik“

- M. Beyer; W. Boeck; K. Möller; W. Zaengl

Hochspannungstechnik

Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1986

- A.J. Schwab Hochspannungsmesstechnik

Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1981; 2. Aufl.

- D. Kind; K. Feser

Hochspannungs-Versuchstechnik

Vieweg-Verlag ; 5. Auflage 1995

3.6.4 Automatisierungstechnik 2


Modul Automatisierungstechnik 2


E6B441 Vorlesung Automatisierungstechnik

E6B442 Labor Automatisierungstechnik




Sprache Deutsch






Credits 8 CP

Voraussetzungen Kenntnisse der Module Steuerungstechnik, Regelungstechnik, Messtech-nik, Mikrocontroller.


Allgemein:

Ziel dieses Moduls ist es, die Studierenden mit den Grundstrukturen der Prozessleittechnik und mit den Methoden der Automatisierungstechnik ver-traut zu machen.

Module

49


In diesem Modul steht die Modellierung technischer Prozesse in graphi-scher und mathematischer Form im Vordergrund. Die Abbildung auf konkre-te Automatisierungsrechner und der Entwurf der entsprechenden Pro-gramme ist dagegen im Modul "Steuerungstechnik" als Schwerpunkt veran-kert. Bei der Modellbildung wird zwar auf die Begriffe der Regelungstechnik zurückgegriffen, Reglerentwurf, Stabilitätskriterien usw. bleiben aber dem Modul "Regelungstechnik" vorbehalten.


Die Studierenden sind in die Lage versetzt, aus einer beliebigen technolo-gischen Aufgabenstellung - in der Diskussion mit den entsprechenden Spe-zialisten - die automatisierungstechnischen Aspekte zu ermitteln, Lösungs-strukturen in Hard- und Software zu finden und - mit den in diesem Modul vermittelten Kriterien - auch Systeme auswählen zu können.


Die Automatisierung technischer Prozesse ist eine der Kernaufgaben eines Ingenieurs der Energie- und Automatisierungstechnik.

Inhalt Vorlesung Automatisierungstechnik:

Prozess und Prozess-Typen

Prozess-Ankopplung, Wandlungsprinzipien, Kodierung

Skalierung, Normierung, Überwachung von Prozessgrößen

Feldbus-Systeme, Anforderungen und Realisierungsstrukturen

Grundlagen der Modellbildung

Grafische Modelle, mathematische Modelle, Zustands-orientierte Modelle (Petri-Netze)

Zuverlässigkeit, Sicherheit und Verfügbarkeit

Prozess-Bedienung und -Beobachtung

Projektierung, Organisation und Ablauf von automatisierungstech-nischen Anlagen

Labor Automatisierungstechnik:

Versuche zu:

Modellbildung technischer Prozesse

Entwurf und Realisierung von prozessleittechnischen Lösungen mit integrierten Steuerungs- / Regelungs- / Bedien- und Beobachtfunk-tionen

Kommunikation über verschiedene Feldbussysteme


Die theoretischen Kenntnisse der Studierenden werden in einer schriftlichen Klausur (Dauer 120 min) bewertet. Die praktischen Fähigkeiten werden bei den Laborversuchen durch Kolloquien und durch schriftliche Berichte zu jedem Laborversuch bewertet.


Hand-Outs für alle Unterlagen (komplexe Zeichnungen, Diagramme etc.)

Beamer-Präsentation aller Unterlagen


Laboranleitungen

Module

50

Literatur Polke, M.: Prozeß-Leittechnik, Oldenbourg-Verlag, 1994

Jacobson, E.: Einführung in die Prozeßdatenverarbeitung, Hanser, 1996

Jakoby, W.: Automatisierungstechnik - Algorithmen und Programme, Sprin-ger1996

Olsson/Piani: Steuern, Regeln, Automatisieren, Hanser, 1993

Bergmann, J.: Automatisierungs- und Prozeßleittechnik, Fachbuchverlag Leipzig, 1999

Lauber, R., Göhner, P.: Prozeßautomatisierung Band 1+2, Springer 1999

Strohrmann, G. Automatisierungstechnik 1, Oldenbourg, 1998

Schuler, H.: Prozeßführung, Oldenbourg, 1999

Felleisen, M.: Prozeßleittechnik für die Vefahrensindustrie, Oldenbourg, 2001

Langmann, R.: Taschenbuch der Automatisierung, Fachbuchverlag Leipzig, 2004

Charwat, H.J.: Lexikon der Mensch-Maschine-Kommunikation, Oldenbourg, 1994

Schnell, G.: Bussysteme in der Automatisierungs- und Prozesstechnik, Vieweg, 2000

Reißenweber, B.: Feldbussysteme, Oldenbourg 1998

Scherff, B., Haese, E., Wenzek, H.R.: Feldbussysteme in der Praxis, Sprin-ger 1999

3.6.5 Projektarbeit


Modul Projektarbeit


E6B650 Projektarbeit




Sprache Deutsch


Semesterbegleitende Projekttätigkeit. Durchführung an der Hochschule.

Modus Pflichtmodul


Stud. Arbeitsaufwand ca. 160 h

Credits 6 CP

Voraussetzungen Kenntnisse der Module der Semester 1-4


Allgemein: Bearbeitung eines vorgegebenen Themas in der Regel innerhalb einer Gruppe von zwei oder drei Studierenden.

Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen: Im Unterschied zur Bachelorthesis erfolgt die Projekttätigkeit innerhalb einer Gruppe von Stu-dierenden und unter Anleitung eines Professors.

Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen / Schlüsselqua-

Module

51

lifikationen: Systematische und zielgerichtete Erarbeitung einer vorgegebe-nen Aufgabenstellung.

Einbindung in die Berufsvorbereitung: Hinführung zur selbständigen Bear-beitung einer vorgegebenen Aufgabenstellung, wie es in der beruflichen Praxis gefordert wird.

Inhalt Thema aus einem Bereich des Studiengangs. Durchführung an der Hoch-schule.


Schriftliche Ausarbeitung und Vortrag (Dauer 20 min) mit anschließender Diskussion (Dauer 10 min).

Medienformen

Literatur Hering, L., Hering, H.: Technische Berichte, Vieweg, 4. Aufl., 2003

Module

52

3.7 Siebentes Semester

3.7.1 Elektrische Netze


Modul Elektrische Netze


E7B711 Planung und Betrieb elektrischer Netze

E7B712 Labor Elektrische Netze

E7B713 Schutzmaßnahmen in elektrischen Netzen



Dozent Prof. Guntram Schultz

Sprache Deutsch

Lehrform, SWS Vorlesung, Labor, Vorlesung, 2 + 2 + 2 SWS

Modus Pflichtmodul


Stud. Arbeitsaufwand Präsenzstudium: 90 h,

Eigenstudium: 150 h

Credits 9 CP

Voraussetzungen Vorlesung Energiesysteme, Kenntnisse der Grundlagen der Elektrotechnik


Allgemein: Vertiefen der Kenntnisse über das Zusammenwirken der einzel-nen Komponenten, die erforderlich sind, um komplexe Strukturen elektri-scher Energieversorgungsnetze planen und betreiben zu können. Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen:

Nachdem die Grundlagen der Erzeugung, Übertragung und Anwendung el. Energie aus dem Modul „Energiesysteme“ bekannt sind, werden hier die Werkzeuge zur rechnerischen Behandlung von Netzen (Lastfluss- und Kurz-schlussprogramme) vorgestellt und angewendet. Weiter wird die Schutz-technik in Hoch- und Niederspannungsanlagen erläutert.


Fachliche Kompetenz:

Die Fähigkeit, mit Hilfe geeigneter Berechnungsprogramme Analysen von elektrischen Energieversorgungsnetzen durchführen zu können, versetzt die Studierenden in die Lage, eigenständig Netzplanungen vorzunehmen.

Methodische Kompetenz:

Einsatz von Algorithmen zur digitalen Netzberechnung. Anwenden verschie-dener Methoden zum Schutz der Komponenten von Systemen zur Energie-versorgung.

Fachübergreifende Kompetenzen: Die Berechnung von Netzen und ihr Schutz setzen die Kenntnis der Netzkomponenten voraus. Daraus ergeben sich fachübergreifende Kompetenzanforderungen zu Kenntnissen aus dem Gebiet der elektrischen Maschinen (Transformatoren, Generatoren etc.), den Grundlagen der Elektrotechnik, der Physik (Schaltgeräte), der Mechanik etc.

Module

53

Einbindung in die Berufsvorbereitung: Die Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie sowie die Anwendung der dabei erforder-lichen Schutzmassnahmen gehören zu den Kernaufgaben eines Ingenieurs der Energietechnik.

Inhalt

Vorlesung: Planung und Betrieb elektrischer Netze

Zusammenwirken der einzelnen Komponenten in einem Energiever-sorgungsnetz

Regelung von Transformatoren zur Steuerung des Lastflusses

Planungsgrundsätze für Energieversorgungsnetze

Verfahren der digitalen Netzberechnung,

Herleitung der notwendigen Matrixoperationen und des Näherungs-verfahrens nach Newton-Raphson, Inversion schwach besetzter Matrizen

Vorstellung und Anwendung von digitalen Lastfluss- und Kurz-schlussprogrammen

Einführung in die Verfahren der Zuverlässigkeitsberechnung

Vorlesung: Schutzmassnahmen in elektrischen Anlagen

Auswirkungen des el. Stromes auf den Menschen

Gesetzliche Grundlagen für Schutzmassnahmen

Schutzmassnahmen in Nieder- und Hochspannungsanlagen

Erdungsanlagen, Überspannungs- und Blitzschutz

Schutz gegen Überlast und Kurzschluss

Relais für den Netzschutz

Brandschutz in elektrischen Anlagen

Korrosionsschutz

Labor: Elektrische Netze

Verhalten einer Leitungsnachbildung bei verschiedenen Belastungs-fällen

Untersuchung symmetrischer und unsymmetrischer Fehler

Parallel- und Reihenkompensation

Verschiedene Sternpunktbeschaltungen (isoliert, starr geerdet, ge-löscht)

Messung von Nullimpedanzen

Untersuchungen an Wandlern und Netzschutzrelais




Skript

Online-Demonstrationen mit Programmen

Übungsaufgaben

Exponate

Literatur - H. Happoldt; D. Oeding:

Elektrische Kraftwerke und Netze

Module

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Springer Verlag

- K. Heuck; K.-D. Dettmann:

Elektrische Energieversorgung

Vieweg Verlag - H. Saadat: Power System Analysis McGrwa-Hill

- W. Knies; K. Schierack:

Elektrische Anlagentechnik

Hanser Verlag

- G. Kiefer:

VDE 0100 und die Praxis

VDE Verlag

- R. Flosdorff; G. Hilgarth:

Elektrische Energieverteilung Teubner Verlag

- H. Ungrad; W. Winkler; A. Wiszniewski: Schutztechnik in Elektroenergiesystemen Springer Verlag

3.7.2 Sozialkompetenz


Modul Sozialkompetenz


E7B721: Mitarbeiterführung

E7B722: Betriebswirtschaftslehre


Modulverantwortlicher Herr Edmund Zirra

Dozenten Lehrbeauftragte und Dozenten Studium Generale

Sprache Deutsch


Vorlesung Mitarbeiterführung, 2 SWS Vorlesung Betriebswirtschaftslehre, 2 SWS

Modus Pflichtmodul



Credits 6 CP

Voraussetzungen keine


Allgemein: Ingenieure agieren nicht nur als Entwickler oder in der Produkti-on in einem Unternehmen, sondern sie sind ebenso für die Kosten der von ihnen erstellten Produkte zuständig, sie tragen Personalverantwortung und müssen auch die rechtlichen Aspekte ihres Handelns bewerten können. Dieses Modul bereitet die angehenden Ingenieure auf nichttechnische As-pekte in ihrer beruflichen Laufbahn vor.

Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen: Für die Vorlesung Mitarbeiterführung: Gegenstand ist die interaktionale Personalführung, also die direkte Einflussnahme von Mensch zu Mensch. In der Betriebswirt-schaftslehre werden den Studierenden wesentliche Grundkenntnisse über betriebswirtschaftliche Sachverhalte und Denkweisen vermittelt.

Fachliche / methodische / fachübergreifende Kompetenzen

Module

55

/Schlüsselqualifikationen: Die Fähigkeit, mit Hilfe geeigneter Kennzahlen eine Jahresabschlussanalyse durchführen zu können, versetzt die Studie-renden in die Lage wichtige Parameter der Unternehmensführung steuernd nutzen zu können.

Einbindung in die Berufsvorbereitung: Ingenieure sehen sich heute zuneh-mend mit Aufgaben konfrontiert, die über ihr Fachgebiet in engeren Sinne hinausgehen. Dieses Modul hilft dabei, unsere Studierenden darauf vorzu-bereiten.

Inhalt Vorlesung Mitarbeiterführung:

Begriffsbestimmung, Modelle und Theorien von Führung

Individuelles Führen: bedeutsame Personmerkmale, Typologien; individuumsbezogenes Führungshandeln

Führungsaufgaben und ihre Bewältigung: Ziele setzen; Aufgaben planen; Entscheiden/Delegieren; Kontrolle, Anerkennung, Kritik; In-formieren und Kommunizieren; Motivieren.

Die Gruppe: Arten von Gruppen und ihre Entstehung; Vor- und Nachteile von Gruppenarbeit; erfolgreiche vs. nicht erfolgreiche Gruppen

Vorlesung Betriebswirtschaftslehre:

Der Gegenstand der Betriebswirtschaftslehre: das ökonomische Prinzip, Wirtschaftlichkeit, Produktivität und Rendite, Betrieb und Unternehmen, Unternehmen in Deutschland, Die Maschinenbau-Branche, Wertschöpfung und Produktionsfaktoren, Das Zielsystem der Unternehmung. Management: Management als Institution, Management als Funktion, Ma-nagementfähigkeiten,

Die Rechtsform der Unternehmung: Kaufmannseigenschaft, Handelsregis-ter, Firma, Selbstständige Tätigkeit, Gewerbebetrieb, Typologie der Rechts-formen: vom Einzelunternehmen bis zur Aktiengesellschaft, Entscheidungs-kriterien für die Wahl der Rechtsform.

Das betriebliche Rechnungswesen: Überblick über Buchführung, Be-triebsabrechnung, Das System der doppelten Buchführung, Kontenpläne, Grundsätze ordnungsgemäßer Buchführung.

Der Jahresabschluss: Grundlagen und Aufbau des Jahresabschlusses, Bilanz, Gewinn- und Verlustrechnung, Anhang, Lagebericht. Bilanzanalyse: Bilanzstrukturkennzahlen, Finanzierung, Cash-Flow, Rentabilitätskennzif-fern, Kennzahlen der deutschen Industrie als Benchmarks. Die Bewertung beim Jahresabschluss insbesondere die Abschreibung von Anlagegütern.


Die Kenntnisse der Studierenden werden durch jeweils eine Klausur (Dauer jeweils 90 min) bewertet.

Medienformen Vorlesungsskript

Folien

Fallbeschreibungen

Fragebogen und Tests

Lehrfilme zum Einstellungsgespräch und zur Arbeitsstrukturierung

Literatur Schuler, H. (Hrsg.): Organisationspsychologie. Huber, Bern, 1998.

Stelzer-Rothe (Hrsg.): Personalmanagement für den Mittelstand. Sauer, Heidelberg, 2002.

Weinert, A. B.: Organisations- und Personalpsychologie. Beltz, Weinheim, 5. Auflage, 2004.

Winterhoff-Spurk, P.: Organisationspsychologie. Kohlhammer, Stuttgart, 2002.

Mayer, Thomas: Betriebswirtschaftslehre für Ingenieure und Informatiker, Karlsruhe, 2004 (Studienheft)

Module

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Thommen, Jean-Paul/Achleitner, Ann-Kristin, Allgemeine Betriebswirt-schaftslehre – umfassende Einführung aus managementorientierter Sicht, Gabler Verlag, 4. Auflage, Wiesbaden 2003

Thommen, Jean-Paul/Achleitner, Ann-Kristin, Allgemeine Betriebswirt-schaftslehre – Arbeitsbuch, Gabler Verlag, 4. Auflage, Wiesbaden 2004

Voss, Rödiger: BWL kompakt – Grundwissen Betriebswirtschaftslehre, Merkur Verlag Rinteln, Reihe „das Kompendium“, Rinteln 2004

Wöhe, Günter: Einführung in die allgemeine Betriebswirtschaftslehre, 20. Auflg., München 2000

Module

57

3.7.3 Bachelor-Thesis


Modul Bachelor-Thesis


E7BA00 Bachelor-Thesis




Sprache Deutsch (auf Antrag Englisch)


Projekttätigkeit von vier Monaten Dauer.

Einzelarbeit.

Modus Pflichtmodul


Stud. Arbeitsaufwand

Credits 12 CP

Voraussetzungen 180 CP


Allgemein: Selbständige Bearbeitung eines vorgegebenen Themas in einer gegebenen Zeit.

Zusammenhänge/Abgrenzung zu anderen Modulen: Im Unterschied zu der Praxistätigkeit im praktischen Studiensemester muss die Bachelor-Thesis eigenverantwortlich und ohne unzulässige fremde Hilfe durchgeführt wer-den.


Einbindung in die Berufsvorbereitung: Nachweis der selbständigen Durch-führung einer Arbeit mit wissenschaftlichen Methoden.

Inhalt Thema aus dem Bereich der Energie- und Automatisierungstechnik. Durch-führung vorzugsweise in der Industrie.


Schriftliche Ausarbeitung der Thesis

Medienformen

Literatur Hering, L., Hering, H.: Technische Berichte, Vieweg, 4. Aufl., 2003

Module

58

3.7.4 Abschlusskolloquium


Modul Abschlusskolloquium (AKQ)


E7B730 Abschlusskolloquium




Sprache Deutsch


Selbststudium, Wiederholung der Vorlesungsinhalte des Studiums.

Modus Pflichtmodul


Stud. Arbeitsaufwand 90 h

Credits 3 CP

Voraussetzungen


Allgemein:

Beherrschung der grundlegenden Prinzipien und wichtigsten Fakten aus den Lehrinhalten des Studiengangs Energie- und Automatisierungstechnik

Inhalt


Mündliche Prüfung (Dauer 20 min) und anschließende Diskussion (10 min)

Medienformen

Literatur

modulhandbuch bachelorstudiengang energie- und ... · ren sowie programmpakete zur numerischen...

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