Grundlagen der Elektrotechnik Teil 1 für Informatiker

Grundlagen der Elektrotechnik (Teil 1 für Informatiker)


3 v + 1 SÜ,  jeweils im Herbsttrimester

 
Inhalte der Vorlesung
 
Grundlagen der Elektrotechnik
14 TWS
Grundlagen der Elektrotechnik 1   (3+1 TWS)
Die Vorlesung Grundlagen der Elektrotechnik 1 wird als gemeinsame Lehrveranstaltung für die Studenten der Fakultät für Informatik und der Fakultät für Elektrotechnik gehalten.

Im Kapitel Gleichstromlehre wird das Ohmsche Gesetz als Ursache-Wirkung Verknüpfung von Gleichspannung und Gleichstrom behandelt. Ohmsche Widerstände werden in elementaren Anordnungen wie Serienschaltung für die Spannungsteilung und Parallelschaltung für die Stromteilung sowie im komplexen Schaltungen (Netzwerken) mit idealen und realen aktiven Spannungs- und Stromquellen verbunden. Zur Berechnung von Netzwerken werden die auf den Kirchhoffgleichungen beruhenden Analyseverfahren vorgestellt und exemplarisch bei einfachen technischen Beispielen (z.B. Wheatstone-Brücke) angewandt. Leistungen werden sowohl in aktiven als auch in passiven Schaltelementen betrachtet.

Das Kapitel Elektrostatik beginnt mit der Einführung der vorzeichenbehafteten elektrischen Ladung als Ursache von Kraftwirkungen. Es folgen dann die mathematische Formulierung des Kraftgesetzes zwischen ruhenden Ladungen (vektorielles Coulombgesetz) und die Definitionen wichtiger Beschreibungsgrößen des elektrostatischen Feldes wie der elektrischen Feldstärke, der Spannung und des Potentials. Als technisches Anwendungsbeispiel wird der Kondensator (Kapazität) vorgestellt, anhand dessen sich auch der Einfluß der elektrischen Materialeigenschaften (Dielektrizitätskonstante) und die im elektrostatischen Feld gespeicherte Energie herleiten lassen.

Nach Einführung der Stromdichte, der Beweglichkeit von Ladungsträgern und der Leitfähigkeit wird das lokale Ohmsche Gesetz formuliert.

Die Vorlesung schließt mit einer phänomenologischen Einführung in die Magnetostatik und Induktionslehre.