Modulkataloge

 

Veranstaltungslisten des aktuellen Semesters

Hinweis: Wenn Sie durch Links in unser CAMPUS-System geführt werden, achten Sie bitte darauf, das gewünschte Semester einzustellen (rechts oben)!

 

Energietechnik - Modulkatalolg A (20 Leistungspunkte erforderlich)

Hochspannungstechnik - Isoliersysteme (Modul 1101)

Inhalt:

- Elektrische Belastungen in Hochspannungsnetzen: äußere Überspannungen, innere Überspannungen, Wanderwellen, Überspannungsschutz
- Isoliersysteme: Gase, Vakuum, Flüssigkeiten, Feststoffe
- Durchschlagvorgänge
- Grenzflächenphänomene
- Charakteristika und Kenngrößen
- Alterung, Fremdschichten
- Konstruktionsgrundlagen technischer Isoliersysteme
- Hermetischer Abschluss
- Kraftschlüssige Verbindungen
- Exemplarische Anwendungen: Kondensator, Durchführung, Ausleitung

Credits: 4              SWS: 3             weitere Informationen im CAMPUS-System

Hochspannungstechnik - Prüfsysteme und Diagnostik (Modul 1102)

Inhalt:

- Erzeugung hoher Gleich, Wechsel- und Stoßspannungen
- Erzeugung hoher Prüfströme
- Synthetischer Prüfkreis
- Messung hoher Prüfspannungen und -ströme: Teilertheorie, Teilerarten, Antwortzeit, Shuntproblematik
- Diagnostik: Elektrische Diagnoseverfahren, Teilentladungsmesstechnik und - diagnostik, Chemische Diagnoseverfarhren, Ultraschall-Diagnostik
- Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV): Prüftechnik

- Technische Exkursion

Credits: 4             SWS: 3          weitere Informationen im CAMPUS-System

Dynamik Elektrischer Maschinen (Modul 1103)

Inhalt:

- Zweiachsentheorie für Drehstrommaschinen: Voraussetzungen, Umwandlung Dreiphasen- in Zweiphasenmaschine, Transformation von Ständer und Läufer auf rotierendes Koordinatensystem, Flussverkettungen, Spannungsgleichungen, Drehmoment, Gleichstrommaschinenmodell, Raumzeigerdarstellungen.
- Dynamisches Verhalten der Gleichstrommaschine: Ersatzschaltbild und allgemeine dynamische Gleichungen, fremderregte Gleichstrommaschine, zeitlicher Vorgang der Selbsterregung, Kaskadenregelung eines stromrichtergespeisten Servomotors, Gleichstromreihenschlussmotor als Traktionsantrieb im Pulsbetrieb,
- Asynchronmaschine: Gleichungssystem, Schneller Hochlauf und Laststoß, feldorientierte Regelung mit eingeprägten Ständerströmen, stationärer Betrieb mit konstanter Stator- und Rotorflussverkettung, feldorientierte Regelung mit eingeprägten Stator-Spannungen.
- Synchronmaschine: Stationärer Betrieb der Vollpolmaschine, Stoßkurzschluss der Vollpolmaschine, Zweiachsentheorie der Schenkelpolmaschine, Stationärer Betrieb der Schenkelpolmaschine, Bestimmung von Xd und Xq, Stoßkurzschluss der Schenkelpolmaschine, transienter Betrieb der Schenkelpolmaschine.

Credits: 4               SWS: 3          weitere Informationen im CAMPUS-System

Entwurf, Berechnung und Technologie Elektrischer Maschinen (Modul 1104)

Inhalt:

- Auslegung: Ausnutzungszahlen, spezifische Beanspruchungen, Wahl der Hauptabmessungen
- Klassische Berechnungsverfahren: Magnetischer Kreis, Leerlaufkennlinie, Belastungskennlinien, Reaktanzen
- Numerische Feldberechnung: Differentialgleichung für das Vektorpotential, finite Differenzen, finite Elemente, Lösungsverfahren, Auswertung, Beispiele
- Fertigungstechnologie: Entwicklung und Erprobung, aktive Bauteile, inaktive Bauteile
- Erwärmung und Kühlung: Verluste, Wirkungsgrad, Wärmeleitung, Wärmeübertragung
- Parasitäre Effekte: Oberwellen, Kräfte und Geräusche
- Neue Materialien und Technologien: Permanentmagnete, Weichmagnetische Werkstoffe

Credits: 4           SWS: 3         weitere Informationen im CAMPUS-System

Electrical Drives (Modul 1105)

Electrical drives are used in many different fields: at home, in industry and for transportation. Dental drills as well as hybrid or fully electric vehicles and ships are powered by electrical motors. The advantages of electrical drives are that electricity is applicable almost everywhere and comparatively easy to decentralize, power and velocity are easy to control, the maximum machine torque is available at zero speed and wear and maintenance costs are low. Particularly due to their high efficiency, electrical drives score well. Since electrical drives consume about 60% of all electrical energy used in industry and gain more and more importance in the field of personal mobility, a huge amount of energy can be saved by an intelligent control of electrical motors. The above mentioned control of electrical motors is the topic of the lecture Electrical Drives. Subsequent to a short introduction to the mechanics of rotating systems the control of all common electrical machines (DC, synchronous, induction and switched reluctance machine) is presented. The universal field oriented (UFO) concept is explained which demonstrates the concepts of modern vector control and exemplifies the seamless transition between so called stator flux and rotor flux oriented control techniques. This powerful tool is used for the development of flux oriented machine models of rotating field machines. These models form the basis of UFO vector control techniques which are covered extensively together with traditional drive concepts. Attention is also given to the dynamic modeling of Switched Reluctance (SR) drives, where a comprehensive set of modelling tools and control techniques is presented. The lecture should appeal to students who have a desire to understand the intricacies of modern electrical drives without loosing sight of the fundamental principles. It brings together the concepts of the ideal rotating transformer (IRTF) and UFO which allows a comprehensive and insightful analysis of AC electrical drives in terms of modeling and control. Extensive use is made of build and play modules which provide the student with the ability to interactively examine and understand the presented topics.

Credits: 4             SWS: 3             weitere Informationen im CAMPUS-System

Power Electronics - Control, Synthesis and Applications (Modul 1106)

Power Electronics generally have the goal to perform electrical energy conversion at high efficiency. The course focuses on the following aspects of converter design:

- Minimum converter losses
- Silicon and magnetics losses
- Thermal design
- Soft switching of silicon devices to improve device ratings
- Using snubbers
- Soft-switching converter topologies
- Galvanically isolated dc-dc converters
- Transformers in power electronics, using uni- and bidirectional core excitation
- AC-AC converters
- Control of voltage source converters
- High-power electronics
- Examples

Credits: 4            SWS: 3           weitere Informationen im CAMPUS-System

Fehler und Stabilität in Elektrizitätsversorgungssystemen (Modul 1107)

Das Modul geht über die symmetrische Betrachtung von Elektrizitätsversorgungssystemen hinaus und beinhaltet dabei folgende Schwerpunkte:

- 012-Modelle symmetrischer Anlagen
- 012-Modelle in unsymmetrischen Fehlerfällen von Elektrizitätsversorgungssystemen
- Unsymmetrische Kurzschlussstromberechnung
- Sternpunktbehandlung
- Kapazitive und induktive Beeinflussung
- Netzdynamik
- Systemstabilität

Credits: 4             SWS: 3               weitere Informationen im CAMPUS-System

Stromerzeugung und -handel (Modul 1108)

Die Vorlesung bietet einen breiten Überblick über die gesamte Wertschöpfungskette der elektrischen Energieversorgung sowie über die Optimierung des Energiesystems. Schwerpunkte liegen hierbei auf den folgenden Themen:

- Thermodynamische Grundlagen der Energieumwandlung
- Aufbau und Funktionsweise thermischer, hydraulischer und regenerativer Kraftwerkstechnologien
- Einführung in Primärenergiemärkte und deren Marktmechanismen
- Märkte für elektrische Energie und Übertragungskapazitäten
- Mathematische Modellierung des Erzeugungssystems und Optimierungsalgorithmen

Credits: 4             SWS: 3           weitere Informationen im CAMPUS-System

Automation of Complex Power Systems (Modul 1109)

Inhalt:

- Distribution automation: prerequisite and historical perspective
- Distribution automation and control function system protections and protection automation
- Closed Loop Control in power system automation
- Control of distributed energy sources
- Microgrids and microgrid control
- Standards for distribution automation
- Common Information Model
- Communication systems for power systems
- Integration of renewable energy sources

Credits: 4            SWS: 3            weitere Informationen im CAMPUS-System

Power System Dynamics (Modul 1110)

Inhalt:

- Introduction to power system dynamics
- Power system components and steady state classical analysis
- Electromagnetic phenomena
- Small disturbances for unregulated systems and regulated systems
- Large disturbances
- Transient stability and lyapunov method
- Wind farms and power systems dynamics
- Voltage stability
- Frequency stability

Credits: 4            SWS: 3            weitere Informationen im CAMPUS-System

Energiespeichertechnologien (Modul 1111)

Inhalt:

- Typische Anwendungsbereiche für elektrische und thermische Energiespeicher: portable Geräte, Consumerprodukte, Industrieprozesse, Solaranlagen, USV, Stromnetze, Fahrzeuge, Traktion, etc.
- Thermische Hoch- und Niedertemperaturspeichersysteme
- Mechanische Speichersysteme für elektrische Energie: Schwungrad, Pumpspeicher, Druckluftspeicher
- Elektrische Speicher: Spulen, SuperCaps
- Elektrochemische Energiespeicher für elektrische Energie: grundlegende chemische Reaktionen, elektrische Eigenschaften, Alterung, Systemtechnik, Anwendungen
- Primärbatterien diverser Technologien
- Wiederaufladbare elektrochemische Energiespeicher: Bleibatterien, Lithium-Ionen-Batterien, NiCd/NiMH, NaS/NaNICl (Hochtemperatur), Redox-Flow-Batterien, Wasserstoffspeichersysteme
- Wirtschaftlichkeitsberechnungen für verschiedene Anwendungsbereiche
- Klassifizierung von Speichertechnologien und alternative Regelleistungstechnologie

Für alle Speichertechnologien werden der technologische Aufbau, die elektrischen bzw. thermischen Eigenschaften, Sicherheitsaspekte, Recyclingfähigkeit und Ansprüche an die Batteriesystemtechnik diskutiert. Wo nötig, werden Fragen der Materialverfügbarkeit diskutiert.

In der Hausarbeit arbeiten die Studierenden für eine gegebene Anwendung ein geeignetes Speicherkonzept aus. Neben der Auswahl und der Auslegung der Speichertechnologie werden Systemaspekte, Wirtschaftlichkeit, gesellschaftliche Konfliktpotentiale und technologische Entwicklungslinien analysiert und ausgearbeitet.

Credits: 4           SWS: 3            weitere Informationen im CAMPUS-System

Batteriespeichersystemtechnik (Modul 1112)

Inhalt:

- Bestimmung der Ruhespannung aus den thermodynamischen Grundgleichungen
- Kinetik von Batterien: Ohm’sche Widerstände, Butler-Volmer-Gleichung, Diffusion
- Grundbegriffe der Batteriesystemtechnik
- Detaillierte Betrachtung von Lithium-Ionen- und Bleibatterien sowie SuperCaps:Grundlegender elektrochemischer Aufbau und verwendete Materialien, Sicherheit der Materialien, elektrische Eigenschaften, Strom- und Temperaturabhängigkeiten, typische Alterungsprozesse, Lade- und Entladeverhalten, Ableitung geeigneter Betriebsmanagementverfahren, notwendige Komponenten des Batteriemanagements
- Systemtechnische Elemente von Batteriepacks: Design von Ladeverfahren und Ladegeräten, Zellausgleichssysteme, thermisches Management, Modellierungsansätze, Grundlegende Algorithmen zur Batteriediagnostik, Schutztechnik an Batteriepacks, Gesamtintegration von Batteriezellen in Batteriepacks
- Methoden zur beschleunigten Lebensdauerbestimmung
- Trainieren von Präsentationstechniken

In der Hausarbeit arbeiten die Studierenden für eine gegebene Anwendung ein geeignetes Speicherkonzept aus. Neben der Auswahl und der Auslegung der Speichertechnologie werden Systemaspekte, Wirtschaftlichkeit, gesellschaftliche Konfliktpotentiale und technologische Entwicklungslinien analysiert und ausgearbeitet.

Credits: 4             SWS: 3                     weitere Informationen im CAMPUS-System

 

Veranstaltungslisten des aktuellen Semesters

Hinweis: Wenn Sie durch Links in unser CAMPUS-System geführt werden, achten Sie bitte darauf, das gewünschte Semester einzustellen (rechts oben)!

 

Energietechnik - Modulkatalog B (12 Leistungspunkte erforderlich)

Schutzmaßnahmen und Schutzeinrichtungen in elektrischen Netzen (Modul 1201)

Inhalt:

- Sicherheitsvorschriften und Normen nationale, regionale und internationale Normen, rechtliche Grundlagen der Normung; Prüfzeichen
- Gefahren durch elektrischen Strom Unfallstatistik, Stromwirkungen auf den Menschen; Sicherheitsgrenzen; - Gefährdung durch hochfrequente Felder
- Schutzmaßnahmen in Niederspannungsanlagen gegen direktes und bei indirektem Berühren; Netzformen; Schutz- und Funktionskleinspannung; Bewertung
- Schutzmaßnahmen in Hochspannungsanlagen Erdung; Überspannungs- und Blitzschutz
- Schutz von Leitungen und Kabeln Überlast; Kurzschluss
- Schutzeinrichtungen und deren Wirkungsweise; Schutzkriterien; Sicherungen; LS- und FI-Schutzschalter; Relais; Überspannungsableiter
- Schutzsysteme Transformatoren-, Motor-, Generatorschutz

Credits: 4              SWS: 3             weitere Informationen im CAMPUS-System

Energiewirtschaft in liberalisierten Elektrizitätsmärkten (Modul 1202)

In dieser Veranstaltung werden nach einer Einführung in die Grundlagen wirtschaftlichen Handelns in der Energiewirtschaft werden die veränderten Rahmenbedingungen auf dem Energiemarkt seit der Liberalisierung untersucht. Ein erster Schwerpunkt ist dabei die Untersuchung der Motive und Gestaltungsalternativen von Liberalisierungsansätzen im internationalen Vergleich. Ein zweiter Schwerpunkt ist die eingehende Betrachtung der Rollen verschiedener Akteure sowie der Preisbildungsmechanismen im nun liberalisierten Markt.

Im Einzelnen werden die folgenden Inhalte vermittelt:

- Energiewirtschaftliche Grundlagen
- Motivation und Gestaltung der Liberalisierung, internationale Beispiele für Gestaltungsalternativen sowie Marktrollen in Dienstleistungs- und Wettbewerbsmärkten
- Preisbildung in liberalisierten Märkten
- Schlussfolgerungen und Erfahrungen mit unterschiedlichen Liberalisierungsansätzen

Credits: 4          SWS: 3                    weitere Informationen im CAMPUS-System

Power Cable Engineering (Modul 1203)

Introduction: Cable industry, cable market, power cables in networks, history, technical standards, transmission properties
- Cable Components: materials, conductor, insulation, screen, sheath, armour
- Design: low-/medium-/high-voltage cables, utili-ty/special cables
- Production: paper insulated/extruded cables, conduc-tor/core/cable
- Quality Management: ISO 9000, quality assurance, type-/sample-/routine-test, commissioning test, ageing, lifetime
- Accessories: termination, joints, field control, installation techniques
- Cable Projects: cable route, current carrying capacity, transport, laying
- High Power Cables: cable losses, forced cooling, HVDC, gas-insulated cables, cryogenic cables, superconducting cables (LTSC, HTSC)

Credits: 4             SWS: 3                weitere Informationen im CAMPUS-System

Elektrische Kfz-Bordnetzkomponenten (Modul 1204)

Inhalt:

- Überblick elektrischer Kfz-Ausrüstung, Zielsetzung
- Starter
- Generatoren
- Spannungsregler
- Batterien
- Bordnetzauslegung
- Betriebssicherheit
- Elektronik im KFZ
- Vernetzung im KFZ
- Schwungrad-Starter-Generator
- Antriebe für Elektrofahrzeuge

Credits: 4              SWS: 3             weitere Informationen im CAMPUS-System

Energiehandel und Risikomanagement (Modul 1205)

Die Vorlesung bietet einen praxisorientierten Überblick über den Handel mit Energie und die damit verbundenen Risiken.

Besondere Themenschwerpunkte sind:

- Vorteile und Ursachen des Handels
- Organisation, Personen, Produkte, Märkte
- Preisbildung im Energiehandel
- Einflussfaktoren auf die Energiepreise
- Handelsstrategien
- Methoden der Kraftwerkseinsatzplanung
- Risikomanagement
- Bepreisung von Großhandelsprodukten

Credits: 4               SWS: 3               weitere Informationen im CAMPUS-System

Elektrische Nahverkehrssysteme (Modul 1206)

In dieser Vorlesung wird auf jüngste Entwicklungen im Bereich der Nahverkehrssysteme eingegangen. Hierbei werden sowohl Fragen der Technik als auch Fragen der Betriebsführung und des Managements behandelt. Die gesetzlichen Rahmenbedingungen für die Technik, den Betrieb und die Finanzierung werden umfassend erläutert. Nahverkehrssysteme und Fahrzeuge werden überblickartig vorgestellt. Zu den bewährten Systemen zählen Busse, Straßen-, Stadt-, U- und S-Bahnen, wie z. B. Combino und Variobahn. Neuartige Systeme sind automatisch fahrende, führerlose Systeme, wie sie z. B. am Düsseldorfer Flughafen bereits realisiert wurden. Die einzelnen Systeme werden charakterisiert über die Merkmale Betriebsweise, Beförderungskapazität, Investitions- und Betriebskosten. Dabei werden grundlegende Überlegungen wie Tagesspitzen und eine möglichst hohe Auslastung der eingesetzten Züge erläutert und Lösungskonzepte diskutiert. Auch auf Tarifsysteme und die Abrechnung der erbrachten Leistung über moderne Kommunikationsmittel wird in der Vorlesung eingegangen. Zusätzlich werden Fragen der Energieversorgung und Sicherheitsaspekte elektrischer Nahverkehrssysteme behandelt.

Inhalt: Automatisierung im Nahverkehr. Betriebsleittechnik, EDV-Anwendungen bei Nahverkehrsbahnen, Fahrerlose Systeme, People Mover. Energieversorgung von Nahverkehrsbahnen. Datenbusse auf Fahrzeugen. MC-Systeme auf Fahrzeugen.

Credits: 4              SWS: 3                weitere Informationen im CAMPUS-System

Elektrische Bahnantriebe (Modul 1207)

Es werden in dieser Vorlesung die Entwicklung der stromrichtergespeisten elektrischen Bahnantriebe für Gleich- und Wechselstrombahnen dargestellt. Am Beginn der Vorlesungsreihe steht eine Übersicht der verschiedenen Spannungssysteme für elektrische Bahnen, unterschieden nach Typen und Ländern. Aufeinander aufbauend werden die Antriebe für Gleichstrombahnen, Wechselstrombahnen und die Antriebe für Mehrsystemzüge erläutert. Auch verteilte Antriebskonzepte werden in der Vorlesung behandelt (z. B. ICE3). Ein Schwerpunkt wird dabei auf die Eigenheiten der verschiedenen Antriebskonzepte in Bezug auf Betriebsverhalten und Netzrückwirkung gelegt. Die Analyse der Netzrückwirkungen bietet eine gute Möglichkeit, die Fortschritte der Leistungselektronik zu dokumentieren. Die Antriebe werden detailliert anhand von konkreten Beispielen vorgestellt. Ein weiteres Thema dieser Vorlesung bildet die Fahrwerkstechnik. Hierbei werden insbesondere die Dämpfung von schwingenden Massen und die optimale Positionierung von Komponenten im Fahrzeug besprochen. Die Übung beinhaltet Rechenbeispiele aus dem Stoffgebiet der Vorlesung.

Inhalt:

- Bahnsysteme, Antriebsysteme.
- Antriebe mit Gleichstromspeisung und Gleichstromfahrmotoren: konventionelle Steuerungen, Elektronische Leistungsverstellung, Betriebsverhalten, Netzrückwirkungen, Ausführungsbeispiele.
- Antriebe für Wechselstrombahnen: Einphasenreihenschlußmotor mit Transformatorsteuerung, Mischstrommotor mit Stromrichtersteuerung, Betriebsdiagramme der Stromrichterschaltungen, Elektrische Bremsen, Netzrückwirkungen, Ausführungsbeispiele.
- Selbstgeführte Stromrichter für Bahnantriebe.
- Triebfahrzeuge mit Asynchron-Fahrmotoren: Schaltungen, Steuerung, Anwendung.
- Triebfahrzeuge mit Synchron-Fahrmotoren

Credits: 4              SWS: 3                weitere Informationen im CAMPUS-System

Moderne Servomotoren für Werkzeugmaschinen und Roboter (Modul 1208)

- Einordnung von Servomotoren in das Gebiet elektrischer Maschinen: Struktur eines modernen Servoantriebs, Anforderungen und Beurteilungskriterien, Anwendungsbeispiele
- Permanentmagnete in der Antriebstechnik: Kennlinien, Eigenschaften, Herstellung, magnetischer Kreis
- Ausführungen von Servoantrieben: Gleichstrom-, Drehstromservoantriebe Bauformen, Antriebskonfigurationen, Regelung
- Einsatz von Getrieben in Servoantrieben: Definitionen, Anpassung, Ausführungen
- Sensorik in Servoantrieben: Drehgeber, physikalische Prinzipien der verschiedenen Ausführungen
- Linearantriebe: Besonderheiten von Linearmotoren, Wanderfeld vs. Drehfeld, Randeffekte

Credits: 4              SWS: 3                weitere Informationen im CAMPUS-System

Elektrische Bahnen, Linearantriebe und Magnetschwebetechnik (Modul 1209)

Inhalt:

- Geschichte der Bahnen
- Antriebstechnische Hauptsysteme Elektrischer Bahnen
- Systemübersicht
- Antriebe: Stromrichter, Fahrmotoren, Getriebe
- Antriebssteuerung
- Transformatoren
- Hochspannungsausrüstung
- Fahrwerk
- Bremse
- Ausprägungen Bahnfahrzeuge
- Light Rail, Metro
- Commuter Rail
- High Speed
- Magnetschwebesysteme / Linearantriebe
- Überblick und Grundlagen
- Transrapid
- Maglev
- Systemauslegung

Credits: 4              SWS: 3             weitere Informationen im CAMPUS-System

Magnetische Werkstoffe und Anwendungen (Modul 1210)

Inhalt:

- Elektroband: Grundmaterial entlang der gesamten Energiewandlungskette
- Allgemeine Eigenschaften von magnetischen Materialien (weichmagnetisches Material, hartmagnetisches Material, Komposit- bzw. Verbundmaterial)
- Modellierung der auftretenden Eisenverluste und Einflussfaktoren (Materialeigenschaften und Magnetisierungsart)
- Messtechnische Charakterisierung von weichmagnetischen Werkstoffen. o Allgemeiner Produktionsprozess (Warmbandherstellung und Kaltbandherstellung)
- Produktionsprozess: kornorientiertes und nicht-kornorientiertes Elektroband
- Entwicklung der Mikrostruktur während des Produktionsprozess und Beeinflussung dieser (Kornstruktur)
- Trends und Herausforderungen, insbesondere für die E-Mobilität und Windenergie-Anwendungen

Credits: 4              SWS: 3             weitere Informationen im CAMPUS-System

Electromagnetic Field Simulation for Electrical Energy Applications (Modul 1211)

Inhalt:

- Modelling and simulation of DC, induction and synchronous machines
- Modelling and simulation of power transformers, inductors and capacitors
- Modelling and simulation of accelerator components
- Modelling and simulation of electromechanical actuators and MEMS
- Treatment of non-linear, superconductive and hysteretic materials
- Time-harmonic and transient approaches for eddy-current phenomena
- Coupled field-circuit models and specialised models for coils
- Optimisation of electrical energy applications

Credits: 4               SWS: 3              weitere Informationen im CAMPUS-System

Aufbau und Netzbetrieb von Windenergieanlagen (Modul 1212)

Inhalt:

- Bedeutung nicht konventioneller Energieerzeugungsanlagen im 21. Jahrhundert; historische Entwicklung: vom Widerstandsläufer zur Auftriebsnutzung, vom Mahlen und Pumpen zur Stromerzeugung, wesentliche Kennwerte moderner Windkraftanlagen
- Physikalische Grundlagen: Eindimensionale Stromfadentheorie, energetische Nutzung des Windes, der aerodynamische Auftrieb
- Aerodynamik des Rotors: Geschwindigkeitspläne, Blattelementmethode, Auslegung nach Betz, Rotorverluste, Drall behaftete Nachlaufströmung, Blatttiefe und Anströmwinkel
- Teillastverhalten und Kennlinien: Stall vs. Pitch, Leistungskennlinien
- Konstruktiver Aufbau
- Der Wind: Globale Zirkulation, Corioliskraft und geostrophischer Wind, bodennahe Grenzschicht, Histogramm und Verteilungsfunktion, Ertragsberechnung
- Mechanisch elektrische Energieumwandlung durch Generatoren
- Umrichtersysteme: Relevante Anlagentypen für den Netzbetrieb mit Zwischenkreisumrichter, Leistungshalbleiter, Grundschaltungen, Umrichtersysteme, Bewertung von Umrichtersystemen
- Netzanschluss: Netzrückwirkungen, technische Richtlinien, systemtechnische Betrachtung der Netzeinbindung
- Wirtschaftlichkeit: Förderung in Deutschland, Kosten von Windenergieanlagen, Energiegestehungskosten,
- Beispielanlage: Enercon E40
- Offshore: Unterschiede von Offshore- gegenüber Onshore-Windenergieanlagen, Perspektiven, Netzanbindung von Offshore-Plattformen, Planung von Offshore-Windparks, Beispiele, Seaflow (Unterwasser-Anlagen)

Credits: 4               SWS: 3              weitere Informationen im CAMPUS-System

Modeling and Simulation of Complex Power Systems (Modul 1213)

- Introduction to simulation and modeling
- Natural coupling based simulation - nodal analysis and MNA
- Resistive companion
- Solver structure for resistive companion 
- State equations
- Automatic extraction of state equations
- Multi-Physics: an introduction to Medelica
- Modelica language
- Large system analysis: diakoptics
- Large system analysis: Latenc Insertation
- Uncertain system analysis: introduction to polynomial chaos

Credits: 4               SWS: 3              weitere Informationen im CAMPUS-System

Measurement Techniques and Distributed Intelligence for Power Systems (Modul 1214)

Inhalt:

- Power system measurements
- Measurement chain for power systems 
- Uncertainty in measurement and uncertainty propagation
- Measurement Standards
- Synchronized phasor measurement in power systems
- The concept of phasor measurement units
- State estimation in power systems
- Distributed observers for power systems
- SCADA and remote terminal units
- Agent-based control
- Agents in power systems

Credits: 4               SWS: 3              weitere Informationen im CAMPUS-System

Netzbetriebsführung (Modul 1217)

Die Vorlesung bietet einen breiten Überblick über den Betrieb von Transportnetzen innerhalb der elektrischen Energieversorgung sowie über die innerhalb der Betriebsführung verwendeten Prozesse und Methoden.

Schwerpunkte liegen hierbei auf:

- den physikalischen Betriebsgrenzen
- den Regelungskonzepten im Übertragungsnetzbetrieb
- den Einflüssen des Verbundbetriebs
- den Einflüssen der Liberalisierung der Energiemärkte auf die Systemführung
- der Integration neuartiger Betriebsmittel in das Transportnetz

Credits: 4               SWS: 3             weitere Informationen im CAMPUS-System

Elektrische Energie aus regenerativen Quellen (Modul 1218)

Inhalt:

- Energiebedarf & heutige Bereitstellung, Globale Probleme der Energieversorgung
- Potentiale erneuerbarer Energiequellen
- Kostenrechnung
- phys. Grundlagen, Herstellungsverfahren, Systemtechnik, typische Topologien, technische Grenzen, soziale Akzeptanz für die folgenden Technologien: Photovoltaik, Windkraft, Wasserkraft, Solarthermische Kraftwerke, Biomasse, Geothermie
- Notwendige Netzstrukturen und Netzsteuerung für die Einbindung erneuerbare Energien
- Speichertechnologien für die Integration erneuerbarer Energien
- Verbindung der Elektromobilität mit erneuerbaren Energien
- Erneuerbare Energien für netzferne Energieversorgungen
- Entwicklungsstand, Aussichten und Praxisbeispiele

Die Inhalte werden in Präsenzübungen vertieft und eine Fokussierung auf die Prüfung vorgenommen. Zusätzlich werden mehrere halbtägig Exkursionen angeboten, von denen die Studierenden mindestens zwei auswählen müssen.

Credits: 4               SWS: 3              weitere Informationen im CAMPUS-System

Low Carbon Energy Conversion Systems (Modul 1219)

Inhalt:

Energiequellen

- Aufkommen und geografische Verteilung
- Limitierende Faktoren

Energiekonversionssysteme

- Energieerzeugung und –konversion
- Einteilung der Konversionssysteme in Primärkonversion und Sekundärkonversion
- Bewertungssysteme: Exergie und CO2-Vermeidungskosten

Konversionssysteme

- Kernenergie
- 50+ Technologie für Stein- und Braunkohle
- CCS-Technologie
- GuD-Kraftwerke
- Blockheizkraftwerke (BHKW)
- Brennstoffzellen
- Wärmepumpensysteme
- Brennwertsysteme mit Renewable-Komponenten
- Biogas-Produktion
- Wasserkraft

Verbundsysteme

- Strom-/Wärmeverbund
- Konkrete Ausführungen Kraft-Wärme-Kopplung
- Substitution Stromanwendungen durch Abwärmenutzungen
- Lastschwankungen bei Stromanwendungen bzw. Wärmebedarf
- Lastausgleichsmechanismen
- Smart Grids und Steuerungssysteme
- Aufbau zukünftiger Dispatching-Systeme

Credits: 4               SWS: 3              weitere Informationen im CAMPUS-System

Freileitungen (Modul 1220)

Inhalt:

Freileitungen bilden das Rückgrat der Energieversorgung in Deutschland und sind nicht erst seit der Ankündigung eines möglichen Verkaufs der Netze auch Thema der aktuellen öffentlichen Diskussion. Die Vorlesung Freileitungen gibt dem Studenten der elektrischen Energietechnik einen breiten Überblick über Aufbau, Funktion und Betrieb von Freileitungen. Einen Schwerpunkt bildet die Beschreibung der Möglichkeiten zur Erhöhung der Transportkapazität vorhandener Freileitungen. Hierzu zählen u.a. das Freileitungs-Monitoring und die Hochtemperaturleiter - beides Technologien, die heute national wie international Gegenstand von Forschungs- und Entwicklungsprojekten sind. Die Veranstaltung enthält integrierte Übungen, in denen die Lehrinhalte durch gemeinsame Bearbeitung von aktuellen Fragestellungen, die sich z.B. durch Ausbau der Windenergie ergeben, vertieft und anhand anschaulicher Beispielberechnungen verifiziert werden.

Credits: 4               SWS: 3              weitere Informationen im CAMPUS-System

Modern Control Systems (Modul 1221)

Inhalt:

- Overview on fundamentals of Control Design
- State control
- Pole assignment
- Linear quadratic control
- Observer theory
- Linear quadratic Gaussian control
- Sliding mode control
- Synergetic control
- Lyapunov function and Lyapunov control
- Nonlinear control
The exercise will give realistic examples for each approach.

Credits: 4               SWS: 3              weitere Informationen im CAMPUS-System

Power Electronic Devices (Modul 1222)

Inhalt:

- Basics of semiconductor physics: Production process of silicon, zone melting for n-doped silicon, doping processes, repetition of the basic equations on carrier transport and generation
- PN junction: Structure, thermal equilibrium, Schottkys parabola approximation, field and diffusion currents, Boltzmann equation, diffusion voltage, space charge zone, behavior at low-level injection, blocking operation, performance and blocking capability
- PSN Structure: On-state behavior at low- and high-level injection, blocking operation, voltage limits, characteristic curves
- Dynamic behavior of power electronic diodes: Turn-on processes at low- and high-level injection, turn-off processes, transition from on-state to blocking, transition with snubber circuit
- Thyristor: PNPN structure, basic equations, equivalent circuit, switching characteristic, blocking characteristic
- Further thyristor-based structures: Reverse-conducting thyristor, GATT, Triac, GTO
- MOSFET: Structure, basic equations, construction principle, characteristic curves, dynamic behavior, CoolMOS (superjunction)
- Modern devices: Devices with combined bipolar and MOSFET-structure (IGBT, GCT, MTO, MCT)
- Thermal characteristics of semiconductors: loss balance, thermal resistances, cooling, damage by power cycling

Credits: 4               SWS: 3              weitere Informationen im CAMPUS-System

Analog- und Mixed-Signal-Elektronik 1 (Modul 1223)

Inhalt:

In AMS 1 sollen alle Aspekte von Spannungsversorgungskonzepten für integrierte Systeme und Geräte niedriger Leistungen vermittelt werden. Hierfür werden zunächst die Grundlagen:

- Aktive und passive integrierte Bauelemente
- Technologievarianten dieser Elemente z.B. LDMOS
- Grundlegende Schaltungen (z.B. Levelshifter)
- Arbeitspunkteinstellung
- Operationsverstärker, Steilheitsverstärker (OTA)

behandelt.

Auf dieser Basis werden die vertiefenden Themen:

- Integrierte Spannungswandler
- Digitale Regelung von Spannungswandlern
- Effiziente Lösungen für LED Spannungsversorgung
- Power Management komplexer Systeme und Geräte
- Energy Harvesting

vorgestellt und jeweils anhand von praxisnahen Implementierungen im Detail erläutert.

Credits: 4               SWS: 3              weitere Informationen im CAMPUS-System

Industrieller Produktentwicklungsprozess am Beispiel von Batteriesystemen für Hybrid- und Elektrofahrzeugen (Modul 1224)

Die Vorlesung orientiert sich am Entstehungsprozess einer Batterie. Dabei liegt der Fokus nicht auf den technischen Herausforderungen, sondern es sollen vor allem die organisatorischen und strategischen Vorgänge eines industriellen Entwicklungsprozesses näher beleuchtet werden. Dabei sollen die nachstehenden Abläufe bei der Entstehung einer Batterie vom Konzept bis zur Produktion aufgezeigt und die jeweiligen Themen aufgeführt. Auch wenn als Beispiel hier der Entwicklungsprozess einer Batterie dargestellt wird, so ist es auch zentrales Ziel, diesen Prozess als exemplarisch für Entwicklungsprozesse in der Automobilindustrie zu verstehen.

- Produktkonzeption: Requirements, Gesamtkonzept und „key performance parameters (KPI's) (Package, Gewicht, Sicherheit, Kosten, Entwicklungszeit), Lastenhefterstellung, Agree & Disagree-Prozess (Iterationen in der Lastenhefterstellung)
- Entwicklung: Produktionsentwicklungsprozess (PEP), V-Model für die Entwicklung, automotive SPICE, IOS 26262, Monitoring am Beispiel von Lithium-Ionen-Zellen: Performance, Alterung, Kosten und Sicherheit (Relevante Kriterien für automotiven Einsatz), Vom Batterie-Lastenheft zum Komponentenlastenheft, Was ist ein BTV? (Verantwortung, Rechte & Pflichten), Testing von Lithium-Ionen-Batterien: Konzeptvalidierung, Designvalidierung, funktionales Testing, Safety-Testing und Lifecycle, Was sind A-, B-, C -und D-Muster und was müssen sie erfüllen?, Patentwesen
- Produktionsplanung und Controlling: Design to Cost, Einkaufsprozess, Toleranzenmanagement, Produktionsschritte (z.B. Schweißen vs. Schrauben und der Aufwand von Steckverbindungen), Planung der Produktionsanlagen, Stationen und Mitarbeitern, Aufbau von Produktionslinien, Bedingungen an die Produktionsstätte: Arbeitssicherheit / Klimabedingungen für die Produktion / Sicherheitsrichtlinien und Notfallpläne, Prozess-FMEA
- Serienanlauf: Prüfstandstechnik - Sicherstellung eines fehlerfreies Produkts, Hochlauf einer Produktionslinie und deren Optimierung, Schulung der Mitarbeiter
- Serienbetreuung: Qualitäts- und Lieferantenmanagement, Produktbetreuung, Befundung / Ausfallanalyse im Feld, Felderfahrung - wie wird das Produkt im Feld verwendet? Waren die Konzepte richtig?

Credits: 4               SWS: 3              weitere Informationen im CAMPUS-System

 

Veranstaltungslisten des aktuellen Semesters

Hinweis: Wenn Sie durch Links in unser CAMPUS-System geführt werden, achten Sie bitte darauf, das gewünschte Semester einzustellen (rechts oben)!

 

Energietechnik - Modulkatalolg C (4 Leistungspunkte erforderlich)

Grundlagen der Kerntechnik (Modul 1301)

Inhalt:

- Übersicht über die heutige Kernenergienutzung
- Kernspaltung, Kettenreaktion, Kritikalität
- Wärmeproduktion im Reaktor, Wärmeabfuhr aus dem Reaktorkern
- Brennelemente und Kernauslegung
- Reaktorkomponenten
- Gesamtanlage
- Störfälle, Unfälle
- Brennstoffversorgung
- Entsorgung (Zwischenlagerung, Endlagerung, Transmutation)

Credits: 4               SWS: 3              weitere Informationen im CAMPUS-System

Technologie für die Kernfusion (Modul 1302)

Inhalt:

- Kernfusion als Energiequelle: Prinzip der Kernfusion - Optionen für die technische Realisierung - Notwendige Bedingungen für die Kernfusion - Magnetischer Plasmaeinschluss
- Motivation für die Nutzung der Kernfusion: Energiebedarf, Energieressourcen, Risiken - Vorteile der Kernfusion
- Anlagen für magnetischen Plasmaeinschluss: Tokamak - Stellerator
- Technologie für die Kernfusion: Belastungen (thermisch, elektromagnetisch, mechanisch, Neutronenfluss) - Vakuum - Materialien - Supraleiter - Blanket - Divertor - Heizsysteme (NBI, ICRH, ECRH) - Messung der Plasmaeigenschaften - Steuerung und Regelung - Ferngesteuerte Manipulation
- Physik: Plasmainstabilitäten - Plasma-Wand-Wechselwirkung
- Forschungsaktivitäten zur Kernfusion: Erreichte Ziele - Verbleibende Herausforderungen - Strategien für die Weiterentwicklung

Credits: 4               SWS: 3              weitere Informationen im CAMPUS-System

Elektronische und optische Messtechnik (Modul 1303)

Die grundlegenden Prinzipien und Schaltungen zur Messung elektrischer Größen, einschliesslich ultrakleiner und ultraschneller Signale, werden erläutert und anhand von Beispielen dargestellt. In Ergänzung zu der Messung von Einzelgrößen, wird die Konzeption einer komplexen Messapparatur anhand eines Scanning-Tunneling-Mikroskops (STM) erläutert. Nach einer Einführung in die allgemeine Funktionsweise der Rastersondenmikroskope, werden Schritt für Schritt die benötigten Komponenten für ein STM charakterisiert und schaltungstechnisch entwickelt. Vorgestellt werden unter anderem I/V-Konverter, Logarithmierer, Komparatoren, Hochspannungsverstärker, A/D- und D/A-Wandler. Ebenso wird auf Probleme mit mechanischen Schwingungen und die PC-Messtechnik eingegangen.

Grundlagen

- Operationsverstärker
- Impedanzmessungen (mHz bis GHz)
- Phasenempfindliche Gleichrichtung
- Messung der elektrischen Polarisation
- Layout-Konzepte (Abschirmung, etc.)
- Grenzen der Messtechnik (ultrakleine bzw. ultraschnelle Signale, etc.) Schaltungs- und Systementwurf -Rastersondenmikroskop
- I/V- Konverter für extreme große Dynamikbereiche
- A/D-D/A Wandler
- Hochspannungsverstärker
- Mechanische Schwingungen
- Tunnelmikroskop mit sub-atomarer Auflösung
- Kombinierte Rastersondenmikroskope

Credits: 4               SWS: 3              weitere Informationen im CAMPUS-System

Mechatronische Systeme 1 (Modul 1304)

- Einführung – was ist Mechatronik? Überblick, Motivation, Struktur
- Grundlagen der Modellbildung
- Systembegriff und Definition

- Konstitutive Gleichungen: Erhaltungsgrößen in globalen Bilanzräumen, Zustandsgleichungen, phänomenologische Gleichungen
- Modellbildung mechanischer Systeme: Grundlagen der Mechanik (Kinematik, Kinetik/Dynamik), Newton’sche Gleichungen, dynamische Modellierung von Maschinenelementen, Feder-Masse-Dämpfer-Systeme, Lagrange-Gleichungen 2. Art
- Modellbildung elektrischer Systeme: Grundlagen der Elektrotechnik (Kirchhoff’sche Gleichungen Komplex), dynamische Modellierung von elektronischen Schaltungen, dynamische Modellierung von Linearaktoren und Antrieben, Lagrange-Gleichungen 2. Art für elektrische und elektromechanische Systeme
- Modellierung von thermischen Systemen: Bilanzierung der Energie, Modellierung eines Ausgleichsprozesses, formale Klassifikation von partiellen Differentialgleichungen
- Simulation mechatronischer Systeme: Simulation im Zustandsraum (Analogrechner), Verfahren zur digitalen Simulation (numerische Integrationsverfahren), Matrix-Exponentialverfahren, zeitdiskrete Modellierung linearer Systeme
- Robotische Systeme: Einführung, Beschreibung einer seriellen kinematischen Kette, dynamische Modellierung mit Hilfe der Lagrange-Gleichungen 2. Art

Credits: 4               SWS: 3              weitere Informationen im CAMPUS-System

Alternative und elektrifizierte Fahrzeugantriebe (Modul 1305)

Inhalt:

- Definition und Motivation unkonventioneller Fahrzeugantriebe
- Energieträger und -eigenschaften
- Energiewandlungsprozesse und Umsetzung
- Thermodynamische Energiewandlung
- Elektrochemische Energiewandlung (Brennstoffzelle)
- Strukturen alternativer Antriebskonzepte (Morphologie)
- Fahrzeugparameter
- Speicherung alternativer Energieträger
- Energiewandler
- Momentenwandler

Credits: 4               SWS: 3              weitere Informationen im CAMPUS-System

Prozessleittechnik und Anlagenautomatisierung (Modul 1306)

Inhalt:

- Automatisierungshierarchien und Modellierungsarten am Beispiel der Modellfabrik für Forschung und Lehre am IRT
- R&I Fließbilder
- Strukturen für Prozessregelungen
- Planung von Prozessleitsystemen
- Verteilte Automatisierung
- Industrielle Kommunikation über Feldbussysteme
- Feldnahe Komponenten
- Grundkonzepte für Sensoren und Aktoren
- Ereignisdiskrete Systeme: Bool'sche Schaltungen, Automaten, Petri-Netze
- Grundkonzepte der SPS-Programmierung
- Programmierung nach IEC 61131-5
- Grundlagen der Prozessleitsystem-Programmierung am Beispiel von PCS7/WinCC
- Prozessautomatisierung mit Industrierobotern: Robotertypen, Einsatzgebiete und Programmierung

Credits: 4               SWS: 3              weitere Informationen im CAMPUS-System

Rapid Control Prototyping (Modul 1307)

Inhalt:

- Systembegriff
- Mathematische Grundlagen für die Darstellung linearer Systeme inklusive Zustandsraumdarstellung
- Einführung in die Regelungstechnik
- Laplace-Transformation
- Frequenzgang und Darstellung von Frequenzgängen
- Einführung in die physikalische Modellbildung
- Aufstellen von Differentialgleichungen für dynamische Systeme
- Aufstellen von Wirkungsplänen linearer Systeme
- Grundlagen in Matlab
- Grundlagen in Simulink
- Ereignisdiskrete Modellbildung
- Eigenschaften von Beschreibungsmitteln
- Einführung in Graphentheorie, Statecharts und Petri-Netze
- Einführung in die Identifikation dynamischer Systeme
- Nichtparametrische Identifikationsverfahren
- Fourier-Transformation und Fast Fourier-Transformation
- Parametrische Identifikationsverfahren
- Identifikation mittels der Gewichtsfolgenschätzung
- Identifikation von nichtlinearen Prozessen
- Shannon-Theorem
- Grundzüge des Regelungsentwurfs
- Grundlagen des Regelkreises
- Einführung in verschiedene Entwurfsverfahren für Regelkreisstruktur, Reglerstruktur und Reglerparameter
- Grundzüge des Steuerungsentwurfs
- Begriffsdefinitionen für Steuerungen
- Entwurfsverfahren für diskrete Steuerungen
- Kontinuierliche und diskrete Simulation
- Verfahren nach Euler, Heun und Runge-Kutta
- Diskrete und hybride Simulation mit Stateflow
- Einführung in die objektorientierte Modellierung mit Modelica/Dymola
- Grundzüge der Modellierungssprache Modelica
- Modellierung eines Dreitankmodells in Dymola
- Anforderungen an ein RCP-System
- Entwicklungsphasen (Software-in-the-loop, Hardware-in-the-loop)
- Codegenerierung

Credits: 4               SWS: 4              weitere Informationen im CAMPUS-System

Grundlagen der Turbomaschinen (Modul 1308)

Inhalt:

- Energiequellen und ihre Bewertung - Ziel der Energiewandlung
- Systeme und Systemketten zur Energiewandlung, Maschinen, Apparaturen und Geräte der Energiewandlungssysteme
- Effektivität der Energiewandlungssysteme und Vergleich  - Arbeitsprinzip der Turbomaschinen als Energiewandler
- Strömungsgesetze (Kontinuität des Massenstroms, Drallsatz, Gleichung von Euler, absolute und relative Strömung)
- Ideale und reale Fluide - Totaler und statischer Wirkungsgrad  - Polytroper und isentroper Wirkungsgrad
- Verlustkoeffizienten - Mechanische Verluste
- Maschinen- und Anlagenwirkungsgrad - Brennstoffausnutzungsgrad
- Verknüpfung von Gitter, Stufe und Maschine - Profilsystematik
- Anordnung von Schaufeln im Gitter  - Zusammensetzung von Gittern zu Stufen
- Stufenkenngrößen -  Zusammenschaltung von Stufen  - Maschinengehäuse
- Kenngrößen der Maschinen und Typisierung - Betriebsverhalten von Verdichtern und Turbinen - Kennlinien und Kennfelder
- Parallel- und Reihenschaltung von Maschinen - Regelung und Regelungssysteme
- Beispiele für Energiewandlungsanlagen (Thermische Anlagen, Turbostrahltriebwerk, Hydraulische Anlagen) - Kostenbetrachtungen
- Betriebseinflüsse (Verschmutzung, Erosion, Kondensation, Korrosion, dynamische und thermische Beanspruchung, Kavitation) - Werkstoffverhalten
- Weitere Energiewandlungsanlagen (Windkraft-, Photovoltaikanlagen, Brennstoffzellen, Solarthermieanlagen) - Auswirkungen von Energieumwandlungsanlagen auf die Umwelt

Credits: 4               SWS: 3              weitere Informationen im CAMPUS-System

Grundlagen der Verbrennungsmotoren (Modul 1309)

Inhalt:

- Einteilung und Merkmale der Verbrennungsmotoren
- Kinematik und Kräfte des Verbrennungsmotors
- Massenkräfte des Verbrennungsmotors
- Thermodynamische Grundlagen
- Kenngrößen
- Prozess im Ottomotor
- Prozess im Dieselmotor
- Schadstoffentstehung und Abgasnachbehandlung

Credits: 4               SWS: 3              weitere Informationen im CAMPUS-System

Optimierung in den Ingenieurwissenschaften (Modul 1311)

Inhalt:

- Mathematische Grundlagen: Konvexe Mengen und konvexe Funktionen
- Konvexe Optimierungsprobleme
- Lagrange Dualität und KKT Bedingungen
- Unrestringierte Optimierungsprobleme
- Restringierte Optimierungsprobleme
- Lineare Programmierung
- Ganzzahlige lineare Programmierung

Credits: 4               SWS: 3              weitere Informationen im CAMPUS-System

Moderne Kommunikationstechnik - EMV für Mensch und Gerät (Modul 1312)

Inhalt:

Elektromagnetische Umweltverträglichkeit (EMV-U)
- Nicht thermische Wirkung von HF-Feldern
- Basisgrenzwerte (SAR) und Referenzwerte
- ICNIRP und BIMSCHV
- Biologische Wirkmechanismen
- Relavante Quellen (Mobilfunk, Energietechnische anlagen, etc.)
- EMV-U Messtechnikund -methoden

Elektromagnetische Verträglichkeit technischer Geräte (EMV)
- Einführung
- Richtlinien und Anforderungen
- Kopplungsmechanismen
- Grundsätzliche Prinzipien zur Störunterdrückung
- Störfestigkeitsprüfungen
- Störaussendungsprüfungen
- Prüfaufbauten
- Messeinrichtungen
- Spektrumsanalyse und Detektion
- Entstörmaßnahmen

Credits: 4               SWS: 3              weitere Informationen im CAMPUS-System

Electronic and optical Measurement Techniques (Modul1313)

The fundamental principles and circuits for measuring electric quantities, including ultra small and ultra fast signals, will be explained and illustrated with help of examples. In addition to the measurement of single quantities, the concept of a complex measuring hardware will be explained using a scanning tunneling microscope (STM) as an example. After an introduction into the general functionality of scanning probe microscopes, the r components for a STM will be described and corresponding circuits will be evolved step by step. Examples: I/V converters, logarithmizing and comparing devices, high-voltage amplifiers, A/D and D/A converters. Furthermore, mechanical oscillations and computer measuring techniques will be treated.

Basics

  • Operational amplifiers
  • Impedance measurements (mHz to GHz)
  • Phase sensitive detection
  • Measurement of electric polarization
  • Layout concepts (shielding etc.)
  • Limits of measurement techniques (ultra small signals, ultra fast signals, etc.)
  • Circuit and system concepts
  • Scanning probe microscopy
  • I/V converter for extremely large dynamical areas
  • A/D D/A converters
  • High-voltage amplifiers
  • Mechanical oscillations and their compensation
  • Tunneling microscope with sub-atomic definition
  • Combined scanning probe microscopes

Credits: 4               SWS: 3              weitere Informationen im CAMPUS-System

Technical Acoustics (Modul 1314)

  • Basic oscillations and vibrations theory,
  • sound field parameters, wave equation in for gases or liquids,
  • plane waves, spherical waves,
  • reflection,
  • refraction,
  • diffraction,
  • Doppler effect,
  • generation of waves,
  • sound propagation in tubes,
  • tubes with non-continuous sections,
  • sound waves in closed cavities,
  • sound propagation in isotropic bodies,
  • bending and flexural waves and perception properties of the ear.
  • Electromechanical transducers,
  • different types of transducers,
  • electroacoustic receiver (microphone),
  • electroacoustic transmitters (loudspeaker),
  • digital sound recording,
  • room acoustics,
  • sound reinforcement systems,
  • building acoustics,
  • noise generation and noise control,
  • acoustic measurement techniques,
  • music and speech,
  • under water acoustics and ultrasound.

Credits: 4               SWS: 3              weitere Informationen im CAMPUS-System