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 Vorlesungen

GE1

Grundlagen der Elektrotechnik 1 (8 SWS)

Inhalt:

- Grundbegriffe:
    Ladung, Strom, Spannung, Kirchhoff-Sätze, elektrischer Widerstand, Energie- und Leistungsumsatz.
- Berechnung von Gleichstromnetzwerken:
    Anwendung der Kirchhoff-Sätze, Spannungs- und Stromteiler, Zweigstromanalyse, Maschenstromanalyse, Knotenspannungsanalyse, Überlagerungsverfahren, Zweipoltheorie mit graphischer Behandlung nichtlinearer Netzwerke.
- Stationäres Magnetfeld:
    Magnetische Erscheinungen, magnetischer Fluß, Flussdichte B, Divergenzfreiheit von B, Umlaufintegral im B-Feld, magnetisches Feld H, Durchflutungsgesetz, magnetisches Verhalten von Stoffen, Berechnung magnetischer Felder von Leitungen und Spulen, magnetische Kreise, Permanentmagnetkreise.
- Nichtstationäres Magnetfeld:
    Induktionsgesetz, Induktivität von Zweipolen, Leitungsinduktivitäten, Stromkreise mit Induktivitäten, magnetisch gekoppelte Systeme, gegenseitige Induktivität, Energie des magnetischen Feldes, Kräfte im magnetischen Feld.

GE2

Grundlagen der Elektrotechnik 2 (8 SWS)

Inhalt:

- Elektrostatik:
    Kräfte auf Ladungen, elektrisches Feld E, Metalle und Dielektrika im E Feld, dielektrische Verschiebungsflußdichte D, dielektrischer Verschiebungsfluß, Hüllflächenintegral im D-Feld, Linienintegral im E-Feld, Kondensatoren und Kapazität, Berechnung von Kapazitäten, Stromkreise mit Kapazitäten, Energie und Kräfte im elektrischen Feld.
- Stationäres elektrisches Strömungsfeld:
    elektrische Stromdichte, Ladungsträgerbewegung, lokales ohmsches Gesetz, Widerstandsberechnung, Energieumsatz.
- Komplexe Wechselstromrechnung:
    Zeit- und Bildbereich, komplexe Bilder von sinusförmigen Strom- und Spannungsverläufen, Zeigerdiagramme, Gesetze für komplexe Spannungen und Ströme, komplexer Widerstand, komplexe Leistung, Berechnungsmethoden für Netzwerke mit komplexen Bildern.
- Wichtige Anwendungsbeispiele der Wechselstromrechnung:
    - Dreiphasensystem, Energieverteilungsnetze.
    - Technische Widerstände, Spulen und Kondensatoren bei Wechselstrom: Kenngrößen und Ersatzschaltungen.
    - Transformator: Gleichungen und Ersatzschaltbilder.
    - Resonanzkreise: Typen, Kenngrößen, Filterverhalten.

GE3

Grundlagen der Elektrotechnik 3 (6 SWS)

Inhalt:

- Ortskurven, Kreisdiagramme
- Lineare Systeme und deren Beschreibung
- Einführung in die Vierpoltheorie
- Signaldarstellung: Fourierreihe, Fourierintegral
- Ausgleichsvorgänge in linearen Systemen

AED

Angewandte Elektrodynamik (4 SWS)

Inhalt:

- Maxwellsche Gleichungen:
    Partielle Differentialgleichungen und das Finite Elemente Programm Comsol Multiphysics.
- Elektrostatik:
    Beispiele zum Vergleich analytischer und numerischer Lösungen elektrostatischer Probleme, Kapazitätsberechnungen, Vergleiche mit GE2, pn-Übergang.
- Magnetostatik:
    Vektorpotential, Biot-Savartsches Gesetz, numerische Berechung von magnetischen Kreisen, Vergleich mit analytischen Lösungen, Grenzen der Näherungen aus GE1.
- Quasistatische Felder:
    Skineffekt, Wirbelströme.
- Wellenfelder 1, ebene Wellen:
    Kenngrößen der Wellenausbreitung, ebene Wellen, Reflexion, Transmission, Polarisation, Materialeinfluß: Dämpfung und Dispersion, Pulsausbreitung.
- Wellenfelder 2, geführte Wellen:
    Wellenleiter, Wellenleitermoden, Ausbreitungseigenschaften, numerische Modenberechnung, Hohlleiter, dielektrische Wellenleiter.
- Wellenfelder 3, Freiraumwellen:
    Gauß'sche Strahlen, Hertz'scher Diplol

SIM

Simulationstechniken mit Matlab-Simulink (4 SWS)

Inhalt:

- Einführung in die Programmierung mit Matlab und Simulink mit vielen Beispielen aus Mathematik und Elektrotechnik, besonders hilfreich für GE3, Systemtheorie und Regeltechnik.

OUS

Optische Übertragungssysteme (4 SWS)

Inhalt:

- Einführung, Motivation, Einsatzgebiete der optischen Nachrichtentechnik
- Elektrodynamische Grundlagen der optischen Nachrichtentechnik
- Lichtwellenleiter (Typen, Dämpfung, Dispersion)
- Optische Sender (Laser, LED)
- Optische Empfänger (Photodioden, Entscheider)
- Optische Verstärker (Faserverstärker, Halbleiterverstärker)
- Optische Übertragungssysteme