Elektrische Netzwerke

Das Modul behandelt Harmonische Größen, darunter die Darstellung von Zeitfunktionen durch Harmonische Reihen sowie die Zeigerdarstellung. Es werden außerdem Ortskurven untersucht und Schaltvorgänge in einfachen elektrischen Netzwerken betrachtet, zum Beispiel das Ein- und Ausschalten von Gleichspannungen an Schaltungen mit R, L und C. Des Weiteren behandeln wir Quellen und Lasten, also Spannungs- und Stromquellen, gesteuerte Quellen sowie Ersatzquellen. Zur Berechnung einfacher Schaltungen kommen Kirchhoffsche Sätze in komplexer Form zum Einsatz, ergänzt durch Ähnlichkeitssatz, Überlagerungssatz und Äquivalente Schaltungen. Die Analyse von Netzwerken erfolgt mithilfe des Maschenstromverfahrens und des Knotenpotenzialverfahrens. Mehrpolige Netzwerke werden behandelt mit n-Polen und n-Toren, Streuparametern von Vierpolen (Zweitore), Zweitordgleichungen, Ersatzschaltungen, dem Frequenzverhalten von Zweitoren, Übertragungsfunktionen und Bodendiagrammen. Zudem kommen Fourier- und Laplace-Transformation zum Einsatz, und die Arbeitsweise verschiedener Simulationswerkzeuge wie SPICE und MATLAB wird erläutert. Das Modul geht außerdem auf gesellschaftliche Verantwortung und Nachhaltigkeit ein: Es wird insbesondere die Anwendung der Netzwerkanalyse im Zusammenhang mit der Verantwortung für umweltfreundliche Netze der Energieversorgung erläutert und auf die Bedeutung sicherer Schaltungen zur Vermeidung von Gesundheitsgefahren für Nutzer hingewiesen. Dabei sollen die Studierenden die Bedeutung der Beachtung von Normen im Allgemeinen erkennen.