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Grundlagen Elektrotechnik und Elektronik // für BA-Studiengang Gebäudeklimatik in der Architektur

1 Elektrische Energieversorgung
1.1 Grundlagen
1.2 Historie
1.3 Elektrische Energiebereitstellung in Zukunft
1.4 Strukturwandel der elektrischen Energienetze

2 Elektrische-/elektronische Einrichtungen im Gebäudeumfeld
2.1 Übersicht
2.2 Motivation zum Thema

3 Grundlagen der Elektrotechnik
3.1 Gleichstrom
3.1.1 Elektrische Ladung
3.1.2 Elektrischer Leiter
3.1.3 Nichtleiter
3.1.4 Halbleiter
3.1.5 Elektrisch geladener Körper
3.1.6 Krafteinwirkung auf elektrische Ladungen im elektrischen Feld
3.1.7 Der erste Stromkreis
3.1.8 Das Ohm'sche Gesetz
3.1.9 Untersuchung des elektrischen Widerstandes R
3.1.10 Elektrische Arbeit und Leistung
3.1.11 Stromdichte und elektrische Feldstärke
3.1.12 Quelle (Generator) und Verbraucher
3.1.1 Berechnung von Gleichstromkreisen
3.1.14 Elektrisches Potential
3.1.15 Ersatzschaltbilder für Gleichstromkreise
3.1.16 Gleichstrommessungen
3.1.17 Anpassung
3.1.18 Coulombsches Gesetz
3.1.19 Kondensator, Kapazität, Ladung
3.1.20 Lade- und Entladevorgang beim Kondensator
3.1.21 Energie eines geladenen Kondensators
3.1.22 Parallel- und Reihenschaltung von Kondensatoren
3.2 Magnetisches Feld
3.2.1 Magnetische Feldstärke H
3.2.2 Magnetische Flußdichte B (Induktion)
3.2.3 Magnetischer Fluß
3.2.4 Induktionsgesetz, Lenzsche Regel
3.2.5 Induktivität, Selbstinduktion
3.2.6 Energiespeicherung im Magnetfeld
3.2.7 Reihen- und Parallelschaltung von Induktivitäten
3.2.8 Ein- und Ausschaltvorgänge mit Induktivitäten
3.2.9 Kräfte im magnetischen Feld
3.2.10 Kraft auf bewegte Ladungen
3.2.11 Rotatorische Spannungserzeugung
3.2.12 Transformatorische Spannungserzeugung
3.2.13 Wirbelströme
3.3 Wechselstrom und Drehstrom
3.3.1 Sinusförmige Wechselgrößen
3.3.2 Widerstand, Spule und Kondensator bei Wechselstrom
3.3.3 Darstellung von Wechselgrößen im Zeigerbild
3.3.4 Leistung und Leistungsfaktor
3.3.5 Blindstromkompensation
3.3.6 Drehstrom
3.3.7 Elektrische Energieerzeugung (Generatoren)
3.3.9 Motore
3.3.10 Elektrisches Verteilungsnetz
3.4 Grundlagen und Bauelemente
3.4.1 Allgemeine elektrische Bauelemente

4 Grundlagen der Elektronik
4.1 Halbleiter
4.1.1 Spezifischer Widerstand fester Körper
4.1.2 Dotieren des Halbleitermaterials
4.1.3 Die Diode und ihre Anwendung
4.1.4 Der Transistor und seine Anwendung
4.1.5 Der Operationsverstärker OP und seine Anwendung
4.1.6 Triac und Tyristor
4.1.7 Analogtechnik versus Digitaltechnik
4.1.8 Einführung Mikrocomputer
4.1.9 Übersicht Sensorik
4.1.10 Übersicht Aktorik

5 Signalleitungen
5.1.1 Übersicht
5.2 Drahtgebunden
5.3 European Installation Bus EIB
5.4 Powerline, PLC - Powerline Communication
5.5 Lichtwellenleiter LWL
5.6 Drahtlose Übertragung
5.7 Radio Frequency Identification (RFID)

6 Gefahrenschutz und Regelungen
6.1 Gesetze und Vorschriften
6.2 Gefährliche Spannungen oder Ströme
6.3 Schutzmaßnahmen; Regelungen nach Norm DIN/VDE
6.4 Netzformen
6.5 Beispiele für Schutzschaltungen
6.6 Kabel und Leitungen

7 Anwendungen
7.1 Zukunftsanforderungen Stromversorgung
7.1.1 Grundlastfähige Kombikraftwerke mit erneuerbaren Energiequellen
7.1.2 Smart Grid
7.1.3 Smart Home
7.1.4 Smart Meter (Smart Home Komponente)
7.1.5 Kommunikation und Handel im liberalisierten Strommarkt mit Integration verteilter Erzeugung
7.1.6 Open Gateway Energy Management (Alliance)
7.2 Gebäudeautomatisierung
7.3 Energieeffizienz von Gebäuden
7.4 Energielabel für energieeffiziente Haushaltsgeräte
7.5 Unterbrechungsfreie Stromversorgung USV
7.6 Effiziente Raumklimageräte
7.7 Solar-Anlage (thermisch)
7.8 Photovoltaik-Anlage (PV)
7.9 Blockheizkraftwerk (BHKW) - "Stromerzeugende Heizung"

Anlagen

Übungen


Literaturverzeichnis:
  • Vorlesungsgrundlage:
    Skript und Übungen im K-Laufwerk: k:/sfb/GE

  • Führer, Heidemann, Nerreter:
    Grundgebiete der E-Technik
    Hanser Verlag


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