Grundlagen der Elektrotechnik A / Fundamentals of Electrical Engineering A

Koordination:
coordination

Mertsching, Bärbel Prof. Dr.-Ing.

Lehr- und Forschungseinheit:
teaching unit

Grundlagen der Elektrotechnik I
Fundamentals of Electrical Engineering I

Auskünfte:
information

Mertsching, Bärbel Prof.Dr.-Ing.

Typ:
type

2V + 2Ü
2L + 2Ex

Credits/ECTS:

Homepage:

http://getwww.uni-paderborn.de/teaching/get

Zeitmodus:
semester

Wintersemester
winter semester

Termine:
dates

	Zeit				Raum	Dozent
V	Di	7:30	-	9:00	P 7.2.01	Mertsching
V	Mi	11:15	-	12:45	P 7.2.01	Mertsching
Ü1	Do	14:00	-	16:00	P 6.2.03	Hund
Ü2	Fr	9:00	-	11:00	P 1.5.08.2	Hund
Ü3	Do	16:00	-	18:00	P 1.5.08.2	Hennig
Ü4	Fr	9:00	-	11:00	P 1.4.18	Hennig
Beginn: 11. Okt. 2011

	Time				Location	Teacher
L	Tu	7:30am	-	9:00am	P 7.2.01	Mertsching
L	We	11:15am	-	12:45pm	P 7.2.01	Mertsching
Ex1	Th	2:00pm	-	4:00pm	P 6.2.03	Hund
Ex2	Fr	9:00am	-	11:00am	P 1.5.08.2	Hund
Ex3	Th	4:00pm	-	6:00pm	P 1.5.08.2	Hennig
Ex4	Fr	9:00am	-	11:00am	P 1.4.18	Hennig
Start: Oct. 11, 2011

Einführung in die Grundlagen der Elektrotechnik als Basis für weiterführende Veranstaltungen

Introduction to the fundamentals of electrical engineering to provide a basis for advanced courses

Einleitung (Ingenieurwissenschaft Elektrotechnik, Maß-System, Basis-Maßeinheiten, Größengleichungen)
Elektrische Ladungen und Felder (Einführung der physikalischen Größen (el. Ladung, el. Kraft, el. Feldstärke, el. Arbeit, el. Spannung, el. Potential), Feldbegriff)
Elektrostatik (einfache Felder, Linien-, Flächen- und Raumladungen, Influenz, Dipole, Materie im el. Feld, Kapazität/Kondensator)
Elektrischer Stromkreis (bewegte Ladungen, Kirchhoffsche Regeln, lineare & nichtlineare Zweipole, Quellen, Verbraucher, Widerstand, Grundschaltungen, Energie, Leistung)
Theorie der Gleichstromnetzwerke (Ersatzquellen, Überlagerungssatz, Knoten- und Maschenanalyse)
Magnetostatik (magn. Wirkung des el. Stroms, magn. Feldstärke, magn. Flussdichte, Durchflutungsgesetz, Lorentzkraft, Materie im magn. Feld, Induktivität/Spule)
Elektrodynamik (Selbstinduktion, Induktionsgesetz, Lenzsche Regel, magn. Kopplung von Stromkreisen, Gegeninduktion, Induktivitäten im Eisenkreis, magn. Energie)

Introduction (engineering science electrical engineering, system of units, base units, equation between quantities)
Electric charges and fields (introduction of physical quantities (electr. charge, electr. force, electr. field strength, electr. work, electr. voltage, electr. potential), concept of field)
Electrostatics (basic fields, line/surface/spatial charges, electrostatic induction, dipoles, matter in the electr. field, capacity/capacitor)
Electric circuit (moving electric charges, Kirchhoff's Laws, linear & nonlinear two terminal networks, sources, consumer load, resistance/resistor, basic circuits, energy, power)
Theory of DC-networks (equivalent sources, principle of superposition, node and mesh analysis)
Magnetostatics (magn. effect of electr. current, magn. field strength, magn. flux density, magnetic flux law, Lorentz force, matter in the magn. field, inductivity/inductor)
Electrodynamics (self-induction, law of induction, Lenz's Rule, magn. coupling of electric circuits, mutual induction, inductance in the iron circle, magn. energy)

Lernziele / learning objectives
Faktenwissen: factual knowledge	Verständnis der Begriffswelt der Elektrotechnik, der grundlegenden elektrotechnischen Phänomene und Zusammenhänge (Begriffe, Größen, Methoden, Materialien, Bauelemente, Komponenten, Systeme, Normen) Kenntnisse der Eigenschaften der wichtigsten elektrotechnischen Bauelemente, Komponenten und Systeme Understanding the concepts of electrical engineering, the basic phenomena and interrelationships of electrical engineering (terms, quantities, methods, materials, devices, components, systems, standards) Knowledge of the properties of the most important electrical elements, components, and systems
Methodenwissen: methodic competence	Sicherer Umgang mit den elektrotechnischen Grundgesetzen Anwendung mathematischer Methoden auf Fragestellungen der Elektrotechnik: Matrizenrechnung, komplexe Rechnung, Differenzial-, Integralrechnung, Differenzialgleichungen Strukturierung und Bemessung einfacher elektrotechnischer Komponenten und Systeme nach gegebenen Anforderungen Methoden zur systematischen Analyse von elektrischen Netzwerken Methoden zur Modellierung technischer Systeme Confident application of the basic laws of electrical engineering Application of mathematical methods to electrical problems: matrices, complex computations, calculus, differential equations Structuring and dimensioning simple electrical components and systems according to given specifications Methods for systematically analyzing electctrical networks Methods for modelling technical systems
Transferkompetenz: transfer competence	Übertragung der vermittelten Methoden zur Analyse und Synthese auf verwandte Problemstellungen Transferring the acquired analysis and synthesis methods to related problems

Inhalte werden im Rahmen einer Vorlesung eingeführt
Konkretisierung von theoretischen & methodischen Konzepten an praktischen Beispielen (wenn möglich aus der Erfahrungswelt der Studierenden) und durch Analogien zu anderen technischen Disziplinen
Vertiefung der Inhalte in Präsenzübungen

Introduction of contents as part of the lecture
Confirmation of theoretical & methodic concepts by using practical examples (if possible from the students' realm of experiences) as well as through analogies involving other technical disciplines
Reinforcement of contents through labs

Folgende Module sind Voraussetzung für dieses Modul / the following modules are prerequisites:

Keine Vorkenntnisse auf dem Gebiet Elektrotechnik notwendig
Jedoch Kenntnisse der Mathematik und der Physik auf dem Niveau der Hochschulreife
Beständiges Aufgreifen der in den parallel laufenden Veranstaltungen zur Physik und der Mathematik vermittelten Kenntnisse

No prior knowledge of electrical engineering required
Knowledge of mathematics and physics at the level of the university entrance qualification
Continuous picking up of the knowledge acquired in simultaneous physics and mathematics courses

Die Kombination mit folgenden Modulen ist nicht zulässig / it is not feasible to combine with these modules:

Keine / None

1.	100%	Schriftliche Prüfung / written exam
Summe / sum	100%

Deutsch
German

Bereitstellung eines Skripts, Hinweise auf Lehrbücher aus der Lehrbuchsammlung (Auszug)

Allocation of a script, information on textbooks stocked in the textbook collection (excerpt)

Mertsching, Bärbel: Materialien zur Vorlesung Grundlagen der Elektrotechnik A (Skript)
Albach, Manfred: Grundlagen der Elektrotechnik 1. Pearson Studium, 2004
Hugel, Jörg: Elektrotechnik. Teubner-Verlag, 1998
Pregla, Reinhold: Grundlagen der Elektrotechnik. Hüthig-Verlag, 6. Edition, 2001