BB005: Grundlagen der Elektrotechnik 1

Allgemeine Grundlagen

BB005: Grundlagen der Elektrotechnik 1

Kurzporträt BB005: Grundlagen der Elektrotechnik 1
Worum geht es? Dieses Modul führt in grundlegende elektrische Gleichstromschaltungen ein. Studierende lernen Strom, Spannung, Leistung und Energie kennen und beschreiben Widerstände, Kondensatoren, Spulen, Quellen und Messgeräte mit einfachen Modellen. Dabei betrachten sie einfache elektrische und magnetische Felder sowie magnetische Kreise als Grundlage für das Verständnis elektrotechnischer Zusammenhänge. Mit Ohm’schem Gesetz, Kirchhoffschen Regeln, Schaltungsanalyse und Simulation untersuchen Studierende elektrische Grundstrukturen.
Wofür braucht man es? Die Kompetenzen werden gebraucht, um grundlegende elektrische Schaltungen in technischen Systemen zu verstehen, zu dimensionieren und zu überprüfen. Die Kompetenzen bilden eine Basis für Elektrotechnik, Elektronik, Messtechnik, Antriebstechnik und mechatronische Systeme.
Wieso ist es interessant? Elektrische Grundschaltungen stecken in fast allen modernen technischen Produkten. Das Modul zeigt, wie elektrische Größen zusammenhängen und wie Schaltungen systematisch analysiert werden.
Modulverantwortung

Prof. Dr. Christoph Degen

Lehrperson(en)

Prof. Dr. Christoph Degen

Verwendbarkeit
  • Bachelor Elektrotechnik
  • Bachelor Maschinenbau
  • Bachelor Mechatronik und Robotik
Fächergruppe

Ingenieurwissenschaften

Modultyp
Pflicht
Sprache

Deutsch

Angebot

jedes Semester

Dauer

1 Semester

Credits

5 ECTS

Benotung

Deutsche Notenskala 1-5

SWS

3 V | 2 Ü | - P | - S

Workload
Präsenzstudium: 55 Std. Selbststudium: 80 Std.
Engl. Titel

Fundamentals of electrical engineering 1

Empfohlene Voraussetzungen

Mathematik und Physik auf dem Niveau der Fachhochschulreife

Lernergebnisse / Kompetenzen
WAS

Die Studierenden können grundlegende elektrische Gleichstromschaltungen modellieren, analysieren und systematisch lösen.

WOMIT

Die Studierenden erreichen dieses Lernergebnis, indem sie

  • physikalische Zusammenhänge zwischen Strom, Spannung, Leistung und Energie herleiten und in einfachen Modellen abbilden,
  • Bauelemente (Widerstände, Kondensatoren, Spulen, Quellen, Messgeräte) mithilfe geeigneter Ersatzmodelle beschreiben,
  • Gleichstromschaltungen mit analytischen und regelbasierten Verfahren (Ohm’sches Gesetz, Kirchhoff-Regeln, Maschen-/Knotenanalyse) bearbeiten,
  • einfache Simulationen durchführen, auswerten und zur Überprüfung ihrer Modelle nutzen,
  • einfache elektrische und magnetische Felder sowie magnetische Kreise beschreiben,
  • Berechnungswege und Ergebnisse nachvollziehbar dokumentieren und begründen.
WOZU

um später sicher beurteilen zu können, wie grundlegende elektrische Strukturen in technischen Systemen dimensioniert und analysiert werden.

Inhalte
  • Elektrische Grundgrößen: Strom, Spannung, Leistung, Energie
  • Elektrische Quellen (ideale und reale Spannungs- und Stromquellen)
  • Ohm’scher Widerstand, Leitwert, Temperaturabhängigkeit
  • Kirchhoff’sche Gesetze
  • Analyse von Gleichstromnetzwerken: Maschen-, Knoten- und Überlagerungsverfahren
  • Leistungsberechnungen und Energiebetrachtungen
  • Grundlagen der Messtechnik: Multimeter, einfache Messschaltungen
  • Simulation von Schaltungen mit LTSpice
  • Grundlagen elektrischer und magnetischer Felder, die zum Verständnis von Kondensator, Spule und Induktion notwendig sind (Anwendung: Gleichstrommotor)
Prüfungsvorleistung

Keine

Prüfungsleistung

Klausur, 120 Minuten

Literatur
  • Gert Hagmann: Grundlagen der Elektrotechnik. 18. Auflage, AULA Verlag GmbH 2020
  • Gert Hagmann: Aufgabensammlung zu den Grundlagen der Elektrotechnik. 18. Auflage, AULA Verlag GmbH 2019
  • Rainer Ose: Elektrotechnik für Ingenieur:innen. 7. Auflage, Hanser 2022
  • Marika Höwing: Einführung in die Elektrotechnik. 2. Auflage, Rheinwerk Technik, 2022.
  • Thomas Harriehausen, Dieter Schwarzenau: Moeller Grundlagen der Elektrotechnik, 23. Auflage, Springer Vieweg, 2013