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Bachelor

Lehrveranstaltungen im Bachelor-Studiengang

 

Elektromagnetische Verträglichkeit

Dozent

Prof. Dr.-Ing. L. Klinkenbusch

Zielgruppe

Studierende der Elektrotechnik und Informationstechnik im Hauptstudium
Studierende mit Nebenfach Elektrotechnik und Informationstechnik

Beschreibung

Jedes in der Europäischen Union in den Verkehr gebrachte elektrische Gerät muss "elektromagnetisch verträglich" sein. Das heißt, es darf weder andere Geräte noch die Umwelt in unzulässiger Weise beeinflussen. Andererseits muss es auch in einer elektromagnetisch in definiertem Maße "belasteten" Umgebung noch einwandfrei funktionieren. 
Diese EMV-Problematik ist so alt wie die Elektrotechnik selbst, gleichwohl hat sie in den letzten Jahrzehnten eine besondere Bedeutung erlangt. Dies hängt vor allem mit der rasanten Entwicklung von Geräten in der Elektronik und Nachrichtentechnik zusammen, welche gleichermaßen als Quelle von Störgrößen wie auch als empfindliche Störsenken wirken können. Daneben wird in den letzten Jahren die mögliche Beeinflussung der nichttechnischen Umwelt durch elektrotechnische Produkte (z.B. Hochspannungsanlagen, Mobiltelefone) intensiv in der Gesellschaft diskutiert.
Die auf dem Gebiet ausgebildeten Ingenieurinnen und Ingenieure sollen in der Lage sein, mögliche EMV-Probleme schon in der Planungsphase zu erkennen und zu vermeiden, sowie Methoden zur Behebung von solchen Problemen anzuwenden und gegebenenfalls zu entwickeln.

Inhalt
Einführung

Begriffe und Definitionen, Modellbildung, Kopplungsarten, Einteilung der EMV-Probleme

Schirme und Filter

Schirmung bei elektro- und magnetostatischen Feldern, bei magnetischen Wechselfeldern sowie bei elektromagnetischen Wellen, Behandlung von Schirmöffnungen, Frequenzselektive Filter, Potentialtrenner und Spannungsbegrenzer, Kabelschirmung

EMV-Messtechnik

Messung emittierter Spannungen und Ströme, Messung emittierter elektromagnetischer Felder, Antennen für EMV-Messzwecke, Suszeptibilitätsmessung bei leitungs- und strahlungsgebundenen Störgrößen

EMV eines Systems

Phasen der EMV-Planung, Modellbildung, systematische Vorgehensweise bei komplexen Systemen

Elektromagnetische Verträglichkeit der Umwelt - EMVU

Problemstellung, Beispiele, Stand der Diskussion

Literatur/ Skript

Ein gedrucktes Skript wird in der Vorlesung verteilt.

Hinweis

Zur Lösung der Übungsaufgaben werden Laptops zur Verfügung gestellt.

 

Elektromagnetische Felder I

Dozenten

Prof. Dr.-Ing. L. Klinkenbusch  und Mitarbeiter

Zielgruppe

Studierende im Bachelorstudiengang Elektrotechnik und Informationstechnik Studierende mit Nebenfach Elektrotechnik und Informationstechnik

Inhalt

Grundlagen der Feldtheorie:

Mathematische Grundlagen (Vektorrechnung, Integralsätze), Maxwellsche Gleichungen, Materialgleichungen, Randbedingungen

Elektrostatik:

Definition, Feldgleichungen, Potential, Poisson- und Laplacegleichung, Coulombintegral, Spiegelungsmethode, Eindeutigkeitssatz, Kapazität, Potential- und Kapazitätskoeffizienten, Dipol, Punktdipol, Polarisation, elektrische Doppelschicht, Energie und Kräfte im elektrischen Feld.

Stationäre Felder:

Definition, Feldgleichungen, Elektrisches Feld stationärer Ströme (Felder im Leiter, Ohmsches Gesetz, Grenzbedingungen, Kirchhoffsche Gleichungen, Dualität Leitwert - Kapazität); Magnetisches Feld stationärer Ströme (Durchflutungsgesetz, Vektorpotential, Biot-Savartsches Gesetz, magnetischer Dipol, Magnetisierung).

Literatur

Ein Verzeichnis wird in der Vorlesung verteilt.

 

Elektromagnetische Felder II

Dozenten

Prof. Dr.-Ing. L. Klinkenbusch  und Mitarbeiter

Zielgruppe

Studierende im Bachelorstudiengang Elektrotechnik und Informationstechnik Studierende mit Nebenfach Elektrotechnik und Informationstechnik

Inhalt

Langsam veränderliche elektrische und magnetische Felder:

Langsame elektrische Ausgleichsvorgänge, Induktionsgesetz, magnetische Feldenergie, Induktionskoeffizienten, Kräfte im magnetischen Feld

Schnellveränderliche elektromagnetische Felder:

Maxwellsche Gleichungen, Ebene Wellen, Phasengeschwindigkeit, Polarisation, Dispersion, Gruppengeschwindigkeit, Poynting-Vektor, Wellenleiter (TEM, TE, TM), Dielektrischer Wellenleiter, Elektrodynamische Potentiale, Lorenz-Eichung, Hertzscher und Fitzgeraldscher Dipol, Reziprozität

Quasistationäre Felder:

Definitionen, Eichungen, verschiebungsstromfreies quasistationäres Feld und wirbelstromfreies quasistationäres Feld

Literatur

Ein Verzeichnis wird in der Vorlesung verteilt.