Grundlagen der Elektrotechnik I für Medizintechnik und Mechatronik (GOP) (GETI)7.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Foundations of Electrical Engineering I (MT and Mech) (GOP))
(Prüfungsordnungsmodul: Grundlagen der Elektrotechnik I für MT, MECH)

Lehrveranstaltungen:

• • Grundlagen der Elektrotechnik I (MT und ME)
    (Vorlesung, 4 SWS, Georg Fischer, Di, Mi, 12:15 - 13:45, H8; Diese LV findet primär als Präsenzveranstaltung statt. Eine Aufzeichnung durch RRZE/MMZ wird in der FAU Mediathek bereitgestellt. Ein Livestream steht ebenfalls zur Verfügung: https://www.fau.tv/course/id/2626)
  • Übungen zu Grundlagen der Elektrotechnik I (MT und Mech)
    (Übung, 2 SWS, Angelika Thalmayer et al.)
  • Tutorium zu Grundlagen der Elektrotechnik I (GET1) (MT und Mech) (optional)
    (Tutorium, Samuel Zeising)

Inhalt:

Es wird ein Einstieg in die physikalischen Grundlagen der Elektrotechnik und Elektronik geboten. Ausgehend von beobachtbaren Kraftwirkungen zwischen Ladungen und zwischen Strömen wird der Begriff des elektrischen und magnetischen Feldes eingeführt. Mit den daraus abgeleiteten integralen Größen Spannung, Strom, Widerstand, Kapazität und Induktivität wird das Verhalten der passiven Bauelemente diskutiert. Am Beispiel der Gleichstromschaltungen werden die Methoden der Netzwerkanalyse eingeführt und Fragen nach Wirkungsgrad und Zusammenschaltung von Quellen untersucht. Einen Schwerpunkt bildet das Faraday’sche Induktionsgesetz und seine Anwendungen. Die Bewegungsinduktion wird im Zusammenhang mit den Drehstromgeneratoren betrachtet, die Ruheinduktion wird sehr ausführlich am Beispiel der Übertrager und Transformatoren diskutiert. Einen weiteren Schwerpunkt bildet die Behandlung zeitlich periodischer Vorgänge. Die komplexe Wechselstromrechnung bei sinusförmigen Strom- und Spannungsformen und die Fourieranalyse bei zeitlich periodischen nicht sinusförmigen Signalen werden ausführlich behandelt.

1. Physikalische Grundbegriffe
2. Das elektrostatische Feld
3. Das stationäre elektrische Strömungsfeld
4. Einfache elektrische Netzwerke
5. Stromleitungsmechanismen
6. Das stationäre Magnetfeld
7. Das zeitlich veränderliche elektromagnetische Feld
8. Wechselspannung und Wechselstrom
9. Zeitlich periodische Vorgänge beliebiger Kurvenform

Lernziele und Kompetenzen:

Nach der Teilnahme an den Modulveranstaltungen sind die Studierenden in der Lage:
1. den Begriff des Feldes zu verstehen, 2. Gleich- und Wechselstromschaltungen mit Widerständen, Kapazitäten, Induktivitäten und Transformatoren zu entwickeln, 3. Schwingkreise und Resonanzerscheinungen zu analysieren, 4. Energie- und Leistungsberechnungen durchzuführen, 5. Schaltungen zur Leistungsanpassung und zur Blindstromkompensation zu bewerten, 6. Feldverteilung von elektrischen und magnetischen Feldern einfacher Anordnungen zu berechnen.

Literatur:

Manfred Albach: Grundlagen der Elektrotechnik I und II, Pearson-Verlag

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Medizintechnik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2018w | TechFak | Medizintechnik (Bachelor of Science) | Grundlagen- und Orientierungsprüfung (GOP) | B4 Physikalische und Technische Grundlagen | Grundlagen der Elektrotechnik I für MT, MECH)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Vorlesung Grundlagen der Elektrotechnik I für MT_ (Prüfungsnummer: 25611)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 120, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: WS 2022/2023, 1. Wdh.: SS 2023

1. Prüfer:

Georg Fischer

Termin: 23.09.2022