MODULHANDBUCH - Fachschaft Bauingenieurwesen RWTH Aachen

Arbeitsaufwand: Grundgebiete der Elektrotechnik 3: 240 Stunden
Präsenz Vorlesung 15 x 4 x 0,75 = 45 Stunden
Präsenz Übung 15 x 2 x 0,75 = 22,5 Stunden
Vor- und Nachbereitung Vorlesungs- und Übungsstoff, einschließlich
Credits:
Kleingruppenübungen und Hausaufgaben: 92,5 Stunden
Prüfungsvorbereitung: 80 Stunden
Grundgebiete der Elektrotechnik 3: 8,0
Voraussetzungen: Teilnahme an Modul GET1+2
Modulanmeldung erforderlich (kombiniert mit Anmeldung zu allen Prüfungen des
Moduls)
Lernziele /
Kompetenzen:
Grundgebiete der Elektrotechnik 3:
Die Studierenden sollen
• ausgehend vom Coulomb-Kraft-Gesetz als Erfahrungstatsache die
ingenieurmäßige Motivation und DIN-gerechte Definition der drei grundlegenden
Feldtypen sowie der zugehörigen Feldgrößen und Begrifflichkeiten kennen
lernen,
• die Herleitung der elementaren Gesetzmäßigkeiten physikalisch anschaulich
verstehen und mathematisch formal nachvollziehen können,
• die Problemlösungstechniken zur Anwendung dieser Gesetzmäßigkeiten kennen
lernen, nachvollziehen und einüben,
• die Feldkonfigurationen für einfache statische und quasistatische
Problemstellungen anschaulich qualitativ herleiten und formal quantitativ
berechnen sowie
• die durch den Satz der Maxwellschen Gleichungen beschriebenen
Wechselwirkungen begreifen und an einfachen Beispielen nachvollziehen
können.
Inhalt: Grundgebiete der Elektrotechnik 3:
Die elektrische Ladung; Das elektrostatische Feld: Coulomb-Kraft, Feldkonzept,
elektrische Feldstärke, elektrische Materialeffekte in Isolatoren, elektrische
Flußdichte, elektrischer Fluß, das Gaußsche Gesetz der Elektrostatik, Arbeit im
elektrostatischen Feld, das Grundgesetz der
Elektrostatik, elektrische Spannung, elektrostatisches Potential, Poisson-Gleichung,
Laplace-Gleichung, Beispiele zur Berechnung elektrostatischer Felder, Kapazität,
Verschiebungsstrom, kapazitive Energiespeicherung, elektrische Energiedichte,
elektrostatische Kräfte; Das stationäre elektrische Strömungsfeld: elektrische
Materialeffekte in Leitern, Driftstrom, elektrische Stromstärke, elektrische
Stromdichte, das Ohmsche Gesetz, elektrischer Widerstand, Leitwert,
Ladungserhaltung, Energieumsatz im
elektrostatischen Strömungsfeld, Leistungsbilanz im elektrostatischen
Strömungsfeld; Das magnetostatische Feld: Lorentzkraft, magnetisches Feld,
magnetische Feldstärke, Arbeit im magnetostatischen Feld, Durchflutungsgesetze,
magnetische Materialeffekte, magnetische Flußdichte, magnetischer Fluß,
magnetisches Vektorpotential, das Biot-Savart- Gesetz, magnetische Spannung,
magnetischer Widerstand, magnetischer Kreis, Induktionseffekte, das
Induktionsgesetz, Lenzsche Regel, Induktivität, Induktionskoeffizienten, induktive
Energiespeicherung, magnetische Energiedichte, Kräfte im magnetischen Feld,
Anwendungen in elektromechanischen Wandlern; Die Maxwellschen Gleichungen:
Zusammenstellung der Maxwellschen Gleichungen, einfache Anwendungsbeispiele:
Felder an Grenzflächen, Dipole, Ausblick: stationäre, quasistationäre, nichtstationäre
Felder.
Studien- und
Grundgebiete der Elektrotechnik 3: Klausur (90 Minuten)
Prüfungsleistungen
Medienformen: Präsentationsfolien, Skripte, Übungsaufgaben
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