Details

Fossil befeuerter Kraftwerke (Gas, Kohle, Öl), Stromerzeugung mit Kernkraft, Stromerzeugung aus regenerativen Energieträgern (Wasserkraft, Wind, Photovoltaik, Biomasse)

Prozesse der Energieumwandlung und deren Umweltauswirkungen

Kraftwerkseinsatz, Kraftwerksregelung, Einbindung der Kraftwerke in Elektrizitätsnetze, Speicherung elektrischer Energie

Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen elektrischer Energieerzeugung

Vorlesung/Wissensvermittlung (mit Skriptum)

Kurze Übungen

Endprüfung

LV abschließende schriftliche Prüfung

Messgrößen und ihre Einheiten; Anwendungsprinzipien der Umsetzung von nichtelektrischen Größen verschiedenster Art wie mechanische, thermische, optische, chemische, und biologische in elektrische Größen (und umgekehrt) sowie andere elektrische/magnetische Größen.

Vortrag mit Laptop und Beamer, zusätzliche Erklärungen am Whiteboard.

Teile des Stoffes sind von den Studierenden in Form von e-Learning selbständig zu erarbeiten.

Immanente Leistungsüberprüfung

Grundlagen sowie Einteilung und Aufbau von Aktoren

Funktions- und Wandlungsprinzipien von Aktoren

Grundlagen zur Kraftübertragung und mechanischen Energieübertragung mit Getriebe inkl. Spindelantriebe, Wirkungsgrad, Verluste, Selbsthemmung...

Generelle Möglichkeiten der Energie und Kraftübertragung bei Aktoren

Linear-Aktoren und Rotations-Aktoren

Hydro-Aktoren (Ventile und Motoren)

Thermoelektrische Aktoren (Peltier-Element)

Berechnungsgrundlagen magnetischer Kreise für elektrische Maschinen und Aktoren (magnetische Aktoren, magnetische Ventile) sowie elektromagnetische Aktoren

Piezoaktoren sowie Piezomotoren (Piezoelektrische Einspritzventile, Ultraschallwandler, Inchworm-Motor , Legs-Motor)

Schrittmotoren (Reluktanz-Schrittmotoren, Permanentmagnet-Schrittmotoren, Hybrid-Schrittmotoren) Gleichstrommaschine und Grundlagen der elektrische Drehfeldmaschinen

Mikro-Aktoren sowie neuartige und unkonventionelle Aktoren und deren Funktionsprinzipien und Aufbau

VO

Endprüfung

LV abschließende Endprüfung

Natürliche Zahlen, reelle Zahlen, komplexe Zahlen

Funktionsbegriff, elementare Funktionen: Polynomfunktionen, rationale Funktionen, Exponential-, Logarithmus- und trigonometrische Funktionen

Vektoren, Matrizen und Determinanten, lineare Gleichungssysteme

Differential- und Integralrechnung in einer Variablen

Differenzieren und Integrieren in der Praxis

ILV

Immanente Leistungsüberprüfung

Immaneter Prüfungscharakter im Übungsteil

Endprüfung für den Vorlesungsteil

Signal- und Systemtheorie

Fourier-Reihe/Fourier-Transformation

Laplace-Transformation

Allgemeine Theorie der Differentialgleichungen

Lösungsmethoden für (gewöhnliche) lineare Differentialgleichungen

Numerik

Anwendungen in Naturwissenschaft und Technik

ILV

Immanente Leistungsüberprüfung

Immanenter Prüfungscharakter

Licht als elektromagnetische Welle sowie Licht als Teilchen (Photon), Interferenz, Kohärenz, Beugung sowie Dispersion von Licht, physikalische Grundlagen der Optik, Strahlungsbewertung insbesondere die Grundlagen der Fotometrie sowie Strahlungsgesetze, Wechselwirkung von Licht und Materie, Lichtentstehung in konventionellen Lichtquellen (Glühlampen, Gasentladungslampen, …), Lichtentstehung in Halbleitern sowie Halbleiterbauelementen z.B. LED,…, Lichtentstehung in sowie Grundlagen und Funktionsweise von Lasern, Optische Strahlung und Effekte der nichtlinearen Optik, Photo-Detektion und optische Bauteile (Bauelemente der Optik und Optoelektronik) sowie physikalische Grundlagen von optische Sensoren, Überblick betreffend optische Sensorik (Faseroptische Sensoren, …) und deren wichtigsten Einsatzgebiete sowie auch entsprechende Rechenübungen (Rechenbeispiele) zu den entsprechenden Themenbereichen;

Übertragung von elektromagnetischen Wellen in Lichtwellenleitern (Erzeugung, Dämpfung und Detektion)

VO

Endprüfung

LV abschließende Endprüfung

Grundlagen der Mechanik:

Geschwindigkeit und Beschleunigung, Kräfte, Energie, Arbeit, Leistung, Erhaltungssätze, Reibung, Dynamik starrer Körper; Schall sowie Hydrodynamik sowie die dafür notwendigen mathematischen Grundlagen;

Grundlagen zu Sensoren sowie Aufbau und Funktionsprinzipien entsprechender Sensoren (Druck-, Kraft- Beschleunigungssensoren, Weg- und Winkelsensoren, etc…) Ultraschallsensoren, Durchflusssensoren, etc… mit Rechenübungen;

Grundlagen der Thermodynamik:

Grundgrößen der Thermodynamik, Hauptsätze der Thermodynamik, Wärmetransport und Wärmeübertragung;

Entsprechende Sensoren (Aufbau und Funktionsweise) für Temperaturmessung, Feuchtigkeitssensoren etc… werden mit Rechenübungen behandelt;

ILV

Immanente Leistungsüberprüfung

Immanenter Prüfungscharakter

Grundlagen der Elektrostatik und Magnetostatik sowie der Elektrodynamik als auch die mathematischen Grundlagen dazu;

Inhalte sind unteranderem: elektrische und magnetische Felder, Maxwell Gleichungen, elektrodynamische Potentiale, elektrischer und magnetischer Fluss, Zirkulation, elektrische und magnetische Spannung, elektrische und magnetische Kräfte, Durchflutungssatz, Lorentzkraft, Induktionsgesetz, Elektromagnetische Wellen im Vakuum und in der Materie, Abstrahlung und Ausbreitung elektromagnetischer Wellen (Hertz´sche Dipol, Multipolstrahlung, Wellenwiderstand, Antennen…), elektrische Ströme, Kontinuitätsgleichung, Vektorpotential, Biot-Sarvat-Gesetz etc…;

Sensorik: Aufbau und Funktionsweise induktiver Sensoren, Magnetfeldsensoren, kapazitive Sensoren, Messung elektrischer und magnetsicher Felder sowie auch entsprechende Rechenübungen zu den Themenbereichen

ILV

Immanente Leistungsüberprüfung

Immanenter Prüfungscharakter

Ausbildung und Charakterisierung von Laserquellen

Erzeugung von Laserstrahlen

Strahlquellen für die Fertigung

Systemtechnik

Grundlagen der Wechselwirkung zwischen Laserstrahl und Werkstück

Wärmewirkung am Werkstück

Streu- und Absorptionsvorgänge an Partikeln

Abschätzung der erzielbaren Prozessergebnisse

Verfahren (Schweißen, Schneiden, Laserstrahlverfahren zur Oberflächenmodifikation (Bohren und Abtragen))

Frontalunterricht / Tafelskizzen und –zeichnungen / Präsentationen / Rechenübungen / Videos

Immanente Leistungsüberprüfung

LV-abschließende Prüfung