Einführungsvorlesung - Elektrotechnik und Informationstechnik (B.Sc.)

Einführungsvorlesung - Elektrotechnik und Informationstechnik (B.Sc.)

Experimental-Elektrotechnik

  • Ladung
  • Kräfte zwischen Ladung
  • Arbeit bei der Ladungstrennung
  • Spannung
  • Entladung
  • Leiter und Nichtleiter

Grundgesetzte im verzweigten und unverzweigten Stromkreis

  • Elektrische Stromstärke
  • Ohm´sches Gesetz
  • Symbolik und Nomenklatur in elektrischen Stromkreisen
  • Due Elemente Widerstand, Spannungsquelle, Stromquelle
  • Unverzweigter Stromkreis (Maschensatz)
  • Spannungsleiter und Potentiometerschaltung
  • Verzweigter Stromkreis (Knotensatz)

Reale Spannungsquellen

  • Strom-Spannungs-Kennlinie realer Spannungsquellen
  • (lineare) Ersatzschaltung
  • Reihen- und Parallelschaltung realer Quellen
  • Elektrische Leistung
  • Verlustleistung in realen Quellen
  • hochohmige vs. niedrigohmige Energieübertragung

Der Kondensator und transiente Vorgänge

  • Einführung, Motivation
  • Die Kapazität
  • Zusammenhang Kapazität und Geometrie
  • Funktionaler Zusammenhang zwischen I und U
  • Der Kondensator als Filter
  • Auf- und Endladeverhalten eines Kondensators (transiente Vorgänge)

Magnetische Kraftwirkungen auf stromführende Leiter (Magnetismus 1)

  • Einführung in den Magnetismus
  • Strom als Ursache magnetischer Kraftwirkungen
  • Die Lorenzkraft
  • Ferromagnetismus
  • reluktanzkraft / Maxwellsche Kraft
  • Der Gleichstrommotor

Das Induktionsgesetz (Magnetismus 2)

  • Einführung: Erste Beobachtung
  • Induktion durch zeitlich veränderliche Magnetfelder
  • Induktion durch zeitliche Änderung der Geometrie (Fläche)
  • Der magnetische Fluss
  • Induktionsspannung als Umlaufspannung
  • Das Vorzeichen im Induktionsgesetz (Lenz´sche Regel)
  • Erste Anwendung: Die Wirbelstrombremse

Anwendungen des Induktionsgesetzes (Magnetismus 3)

  • Generatoren und das dynamoelektrische Prinzip
  • Transformatoren
  • Selbstinduktion und das Element Spule
  • Ein- und Ausschaltvorgänge mit Spulen
  • Der Schwingkreis
  • Der Verschiebestrom

Halbleiter 1 (intrinsische HL)

  • Temperaturabhängigkeit des Widerstands/Leitfähigkeit bei Metallen
  • Temperaturabhängigkeit des Widerstands/Leitfähigkeit bei Halbleitern
  • Elektronische Struktur von Festkörpern (Bändermodell)
  • Fundamentalabsorption
  • (innere) Photoeffekt/Photoleitung
  • Elektrolumineszenz

Halbleiter 2 (extrinsische HL)

  • n- und p-Dotierung
  • "Löcher" als positive Ladungsträger
  • Der pn-Übergang
  • Photovoltaischer Effekt
  • Schaltungen mit Gleichrichterdiode
  • Einweggleichrichtung
  • Zweiweggleichrichtung
  • Spannungsvervielfachung

Halbleiter 3: verstärkende Elemente und Rückkopplung

  • Der Feldeffekt und Feldeffekttransistor
  • Transistorverstärkerstufe
  • Ideal verstärlende Elemente
  • Das Konzept der Rückkopplung
  • Spannungsgegenkopplung und Regelkreise
  • Spannungsmitkopplung und Kippschaltungen (bistabil, astabil, monostabil)

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