Elektrotechnik/Elektronik
Vorlesung 3200 Elektrotechnik/Elektronik
Fakultät Medientechnik der HTWK Leipzig
Prof. Dr.-Ing. Matthias Sturm
Mikrorechentechnik/ Elektronik
HTWK Leipzig
Robert Fromm (M. Sc.)
Wissenschaftlicher Mitarbeiter und Dozent
Fakultät Ingenieurwissenschaften - Elektro- und Informationstechnik
HTWK Leipzig
robert.fromm@htwk-leipzig.de
Organisatorisches
Terminplanung
| PW | Wochentag | Zeit |
|---|---|---|
| 45, 46, 47, 48, 49 | Do | 11:15-15:15 |
| 50, 54, 56 | Mi | 7:30-11:00 |
| 51, 55, 57 | Mi | 11:15-15:15 |
Aufzeichnungen der Vorlesungen
Vorlesung 15.10.2020
ET-MTB #1 - 1.1-1.4 Organisatorisches
ET-MTB #2 - 1.5 Energieerzeugung und -übertragung
ET-MTB #3 - 1.6 Elektrische Bauelemente
ET-MTB #4 - 1.7 Physikalische Einheiten
Vorlesung 5.11.2020
ET-MTB #5 - 2. Größen der Elektrotechnik
ET-MTB #6 - 2.5 Kennlinien
ET-MTB #7 - 2.6 Elektrische Leistung
ET-MTB #8 - 2.6 Aufgabe 2.5
ET-MTB #9 - 3. Kirchhoffsche Regeln
ET-MTB #10 - 3. Kirchhoffsche Regeln
Vorlesung 12.11.2020
ET-MTB #11 - 3. Kirchhoffsche Regeln
ET-MTB #12 - 4.1 Reihenschaltung
ET-MTB #13 - 4.2 Spannungsteiler
ET-MTB #14 - 4.2 Potentiometer
ET-MTB #15 - 4.3 Parallelschaltung
ET-MTB #16 - 4.5 Reihen-Parallelschaltung
ET-MTB #17 - 5. Elektrische Messgeräte
Vorlesung 19.11.2020
ET-MTB #18 - 6. Magnetfeld
ET-MTB #19 - 6.2 Größen des Magnetfeldes
ET-MTB #20 - 6.3 Magnetfeld in der Elektrotechnik
ET-MTB #21 - 6.3.3 Lorentz-Kraft
ET-MTB #22 - 6.3.4 Induktionsgesetz
ET-MTB #23 - 6.3.6 Transformator
ET-MTB #24 - 7.1 Eigenschaften von Wechselgrößen
ET-MTB #25 - 7.2 Fourier-Reihe
ET-MTB #26 - 7.3 Sinussignale
ET-MTB #27 - 7.4 Effektivwert
ET-MTB #28 - 7.5-6 Leistungsberechnung Erzeugung von Wechselspannungen
Vorlesung 26.11.2020
ET-MTB #29 - 7.7 Messen von Wechselgrößen
ET-MTB #30 - 8.1 Kondensator
ET-MTB #31 - 8.1.2 Bauteilgleichung
ET-MTB #32 - 8.1.3-4 Verschaltung Kondensator
ET-MTB #33 - 8.2 RC-Schaltung im Gleichstromkreis
ET-MTB #34 - 8.2.4 Aufgaben
ET-MTB #35 - 8.3.5 Kondensator im Wechselstromkreis
ET-MTB #36 - 8.4 RC-Schaltung im Wechselstromkreis
Vorlesung 3.12.2020
ET-MTB #37 - 8.4 RC-Schaltung im Wechselstromkreis
ET-MTB #38 - 8.5 Filterschaltungen
ET-MTB #39 - Aufgabe 8.7
ET-MTB #40 - Aufgabe 8.8
ET-MTB #41 - 9. Elektrische Spule
ET-MTB #42 - 10. Einführung in die Elektronik
ET-MTB #43 - 10.3 Silizium
Vorlesung 9.12.2020
ET-MTB #44 - 11.1 Thermistor
ET-MTB #45 - 11.2 Fotowiderstand
ET-MTB #46 - 11.3 Hall-Effekt-Sensor
ET-MTB #47 - 12.1 Dioden Grundlagen
ET-MTB #48 - 12.2.1 Dioden Kennlinie
ET-MTB #49 - 12.2.2 Gleichrichter
ET-MTB #50 - 12.3 Zener Diode
ET-MTB #51 - 12.4 Leuchtdioden
ET-MTB #52 - 12.4 Leuchtdioden - Aufgaben
ET-MTB #53 - 12.5 Fotodiode
ET-MTB #54 - 12.6 Kapazitätsdiode
Vorlesung 16.12.2020
ET-MTB #55 - 13.1 Bipolartransistoren
ET-MTB #56 - 13.1.1 Emitterschaltung
ET-MTB #57 - 13.1.1 Emitterschaltung - Experimente
ET-MTB #58 - 13.1.1 Emitterschaltung - Aufgaben
ET-MTB #59 - 13.1.2 Verstärkerschaltungen
ET-MTB #60 - 13.2 Feldeffektransistoren
ET-MTB #61 - 13.3 Halbleitertechnologie
Intel: The Making of a Chip with 22nm/3D Transistors | Intel
ET-MTB #62 - 14. Operationsverstärker
Vorlesung 6.1.2021
ET-MTB #63 - 14.4 Idealer OPV
ET-MTB #64 - 14.5 Grundschaltungen
ET-MTB #65 - 14.6 Nicht-invertierender Verstärker
ET-MTB #66 - 14.7 Invertierender Verstärker
OPV Schaltkreise: Analoge Rechner aus Operationsvertärkern von 0:00 bis 8:00
ET-MTB #67 - 14.6 Aufgaben 14.1 bis 14.5
ET-MTB #68 - 14.6 Aufgabe 14.6
Vorlesung 13.1.2021
Bitte die Evaluation der Lehrveranstaltung durchführen! Vielen Dank!
ET-MTB #69 - 14.6 Aufgabe 14.7
ET-MTB #70 - 14.7 Weitere OPV-Anwendungen
ET-MTB #71 - 14.8 OPV als Komparator
ET-MTB #72 - 15.1 Logikpegel
ET-MTB #73 - 15.2.1 Flash-ADC
ET-MTB #74 - 15.2.2 SAR-ADC
ET-MTB #75 - 15.3 Logikgatter
ET-MTB #76 - 15.3.2 Logikgatter - Aufbau
ET-MTB #77 - 15.3 Logikgatter Aufgaben
ET-MTB #78 - 15.4 Flip-Flops
Vorlesung 20.1.2021
ET-MTB #79 - 15.5 Rechentechnik
ET-MTB #80 - 15.6 Digitale Signalverarbeitung
Damit sind wir mit den Vorlesungsstoff durch. Gibt es Problem, die Ihr mit Euren Kommilitonen nicht lösen könnt, sendet mir eine Email. Ggf. müssen führe ich ein Konsultations-Termin durch. Allgemeine Informationen zum Ablauf der Prüfung findet Ihr gleich unterhalb (Abschnitt 1.3). Informationen zum Ablauf der Online-Prüfung bekommt Ihr per Email. Bitte schreibt Euch in die OPAL-Gruppen ein.
Themenübersicht
Teil 1: Elektrotechnik
- Einführung Elektrotechnik, Elektrotechnik zu Hause
- Strom, Spannung, Widerstand und Spannungsteiler
- Reihenschaltungen, Parallelschaltungen
- Magnetismus und Elektromagnetismus
- Wechselstrom und Wechselspannung
- Kondensatoren
- Spulen und Induktionsgesetz
Teil 2: Elektronik
- Einführung, Halbleiterphysik, Elektroniktechnologie
- Dioden, Gleichrichter, Z-Dioden, Spannungsstabilisierung
- Leuchtdioden, Kapazitätsdioden
- Bipolartransistor, MOSFET
- Operationsverstärker
- Digitale Bauelemente und Schaltungen, Gatter und Flipflops
Prüfungsleistung
- schriftliche Prüfung, 90 min
- Zugelassene Hilfsmittel:
- Taschenrechner
- Vorgegebene Formelsammlung: Download
Literaturempfehlung / Quellen der Vorlesung
Electronics Fundamentals: Circuits, Devices and Applications
Thomas L. Floyd and David M. Buchla
ISBN: 978-0130852366
Elektronik für Informatiker – von den Grundlagen bis zur Mikrocontroller-Applikation
Manfred Rost, Sandro Wefel
ISBN: 978-3-486-70692-5
Elektrische Energieerzeugung und -übertragung
Energieübertragung
Elektrische Leitungen im Haushalt
- Einphasig: 230 V, 50 Hz:
- Dreiphasig: 400 V, 50 Hz
Elektrische Bauelemente
Elektrische Leitungen
Elektrische Quellen
Elektrischer Widerstand
Schaltzeichen: europäisch, amerikanisch
Kondensator
Schaltzeichen: Keramikkondensatoren (EU, US), Elektrolytkondensatoren (EU, US)
Induktivität / Spule
Schaltzeichen: europäisch, amerikanisch
Physikalische Einheiten
- Alle physikalischen Größen besitzen eine Einheit.
- Es wird in der Regel das Internationale Einheitensystem (SI) verwendet.
- Die 7 SI-Basiseinheiten:
- Kilogramm (\(\si{kg}\))
- Meter (\(\si{m}\))
- Sekunde (\(\si{s}\))
- Ampere (\(\si{A}\))
- Kelvin (\(\si{K}\))
- Mol (\(\si{mol}\))
- Candela (\(\si{cd}\))
- Alle physikalischen Grundeinheiten können aus den SI-Basiseinheiten zusammengesetzt werden:
- Geschwindigkeit: \(1\si{m/s}\)
- Elektrische Ladung: \(1\si C = 1\si{As}\)
- Elektrische Spannung: \(1\si V = 1\si{kg\cdot m^2 \cdot s^{-3} \cdot A^{-1}}\)
-
Vorsilben der Einheiten um Größenordnungen anzupassen
Symbol Name Potenz Wert \(\si T\) Tera \(10^{12}\) \(1\,000\,000\,000\,000\) \(\si G\) Giga \(10^{9}\) \(1\,000\,000\,000\) \(\si M\) Mega \(10^{6}\) \(1\,000\,000\) \(\si k\) Kilo \(10^{3}\) \(1\,000\) --- --- \(10^0\) \(1\) \(\si m\) Milli \(10^{-3}\) \(0.001\) \(\si \mu\) Mikro \(10^{-6}\) \(0.000\,001\) \(\si n\) Nano \(10^{-9}\) \(0.000\,000\,001\) \(\si p\) Piko \(10^{-12}\) \(0.000\,000\,000\,001\) Beispiel:
\[ 3.2\cdot 10^{-5}\si V = 32 \cdot 10^{-6} \si V = 32 \si{\mu V} \]
Aufgabe
Geben Sie die folgenden Größen mit passender Einheitenvorsilbe an: