Grundlagen Elektro- und Messtechnik

Ingenieurwissenschaften und Informatik

Version 20.0 vom 14.12.2022

11B1310

Fundamentals of Electrical Engineering and Metrology

• Kunststofftechnik (B.Sc.)
• Kunststofftechnik im Praxisverbund (B.Sc.)
• Werkstofftechnik (B.Sc.)
• Dentaltechnologie (B.Sc.)

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ETElektrische Energie ist heute für den Betrieb technischer Anlagen unverzichtbar. Mit ihrer Hilfe werden Informationen gewonnen, übertragen und ausgewertet, Stelleinrichtungen angesteuert, geheizt, Bewegungen erzeugt usw. Die Grundlagen der Elektrotechnik sind daher notwendiges Wissen für alle technischen Studienrichtungen.

MTDie Messtechnik ist interdisziplinär ausgerichtet wie kaum eine andere Wissenschaft. Sie ist die Basis der Qualitätssicherung, der Verkaufbarkeit von Produkten und der Gefahrenabwehr. Immer kürzere Innovationszyklen, insbesondere auf den Gebieten der Sensorik und der rechnergestützen Messwertverarbeitung kennzeichnen die heutige Messtechnik. Die Vermittlung der Grundlagen der Messtechnik als in sich geschlossenes Konzept der "Lehre vom Messen" ist daher eine grundlegende Notwendigkeit, insbesondere für alle technischen Studienrichtungen.

• 1.ET
• Begriffe: Strom, Spannung, Leistung. Gleichstromkreis
• Widerstand, Parallel-, Reihenschaltung
• Elektrostatisches Feld
• Kondensator, Parallel-, Reihenschaltung, Auf- und Endladekurve
• Magnetisches Feld
• Induktivität, Parallel-, Reihenschaltung, Auf- und Endladekurve
• Wechselstromkreis
• Amplitudendarstellungen von Wechselgrößen
• Wirk und Blindwiderstände, Wirk-, Blind-, Scheinleistung
• Drehstromnetz, Elektromotoren
• 2. MT
• Einführung (Si-Einheitensystem, PTB, DKD, Eichpflicht, Rückführbarkeit)
• statisches und dynamisches Verhalten
• Trennung von zufälligen und systematischen Fehleranteilen
• Messergebnisberechnung, Kalibrierung
• Beschreibung von zufälligen Fehlern, Auswertung und Darstellung von Messreihen
• Fehlerfortpflanzung
• Messung von Strom, Spannung und Leistung im Gleich- und Wechselstromkreis
• Grundlegende Brücken für R, C und L
• Beispiele zur Messung nichtelektrischer Größen, Messsysteme und Sensoren

Wissensverbreiterung
ET: Die Studierenden kennen die Grundstrukturen und Eigenschaften elektrischer Kreise. Sie sind in der Lage einfache passive Schaltungen zu berechnen.
MT: Die Studierenden besitzen Kenntnisse über die Eigenschaften von Messsystemen.

Wissensvertiefung
ET: Die Studierenden besitzen das Wissen, berechnete Schaltungen in ihrem Verhalten zu beurteilen.
MT: Die Studierenden besitzen das Wissen, Messdaten rechnergestützt zu erfassen, auszuwerten und zu beurteilen.

Können - instrumentale Kompetenz
ET: Die Studierenden sind in der Lage eine Entscheidung über das am günstigsten anzuwendende Berechnungsverfahren zu treffen und einfache elektrische Messungen durchzuführen.
MT: Die Studierenden sind in der Lage, geeignete Komponenten von Messsystemen auszuwählen und einfache Messgeräte zu bedienen.

Können - kommunikative Kompetenz
ET: Die Studierenden sind in der Lage, die Ergebnisse zu interpretieren.
MT: Die Studierenden sind in der Lage, Messergebnisse zu interpretieren.

Können - systemische Kompetenz
ET: Die Studierenden sind in der Lage, selbständig Lösungsansätze für elektrotechnische Aufgabenstellungen zu finden.
MT: Die Studierenden sind in der Lage grundlegende Lösungen für messtechnische Aufgabenstellungen zu erarbeiten.

Vorlesung

Mathe 1, Grundlagen Physik

Hoffmann, Jörg

• Hoffmann, Jörg
• Kreßmann, Reiner
• Ritter, Thomas

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Elektrotechnik:[1] Lindner, H.; Brauer, H.; Lehmann, C.: Taschenbuch der Elektrotechnik. 9. Auflage. München, Wien: Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag 2007, ISBN 9783446414587, 688 Seiten[2] Hagmann, G.: Grundlagen der Elektrotechnik. 16. Auflage. Wiesbaden: Aula-Verlag 2013, ISBN 3891047797, 398 Seiten[3] Hagmann, G.: Aufgabensammlung zu den Grundlagen der Elektrotechnik. 16. Auflage. Wiesbaden: Aula-Verlag 2013, ISBN 3891047711, 400 Seiten

Messtechnik:[1] Hoffmann, Jörg (Hrsg.): Taschenbuch der Meßtechnik. 7. Auflage. München, Wien: Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag 2015, ISBN 978-3-446-44271-9, 685 Seiten[2] Hoffmann, Jörg (Hrsg.): Handbuch der Meßtechnik. 4. Aufl. München, Wien: Carl Hanser Verlag, 2012. ISBN 978-3-446-42736-5, 861 Seiten[3] Hoffmann, Jörg: Messen nichtelektrischer Größen. Berlin: Springer Verlag, 1996, ISBN 3-540-62231-4 / Düsseldorf: VDI-Verlag, 1996, ISBN 3-18-401562-9, 240 Seiten[4] Bolton, W.: Instrumentation & Measurement. Second Edition. Oxford: Newnes 1996, ISBN 07506 2885 5, 295 pages[5] Schrüfer, Elmar: Elektrische Messtechnik. 6. Auflage. München, Wien: Carl Hanser Verlag, 1992. ISBN 3-446-17128-2, 470 Seiten[6] Richter, Werner: Elektrische Messtechnik. Berlin: Verlag Technik, 1994, ISBN 3-341-01106-4, 307 Seiten[7] Hebestreit, Andreas: Aufgabensammlung Mess- und Sensortechnik. München, Wien: Carl Hanser Verlag, 2017, ISBN 978-3-446-44266-5, 326 Seiten

Klausur 2-stündig

Klausur - 2-stündig

Elektrotechnik: Grundlegende Kenntnisse und Begrifflichkeiten derElektrotechnik. Kenntnisse der Verhältnisse in Gleich- undWechselstromkreisen sowie dem elektrostatischen und magnetischen Feld.Messtechnik: Grundlegende Kenntnisse auf dem Gebiet der Messtechnik.Kenntnisse zum Aufbau und Verhalten von Messsystemen, sowie zuMessergebnisberechnungen und zur Kalibrierung von Messgeräten.Kenntnisse über die Darzustellung und Bewertung von Messergebnissen.Exemplarische Behandlung konkreter Messaufgaben in Dental-, Verfahrens- und Werkstofftechnik.

1 Semester

Nur Wintersemester

Deutsch