E-MobilitätPlus (B.Eng.) - duales Modell mit Facharbeiterbrief

Mathematik 1

Voraussetzungen:
keine

Gesamtziel:
Erwerb von mechatronischen Grundlagen. Die Studierenden erhalten eine Grundausbildung in Mathematik und Physik und allen Fachgebieten der Mechatronik. Die Studierenden werden befähigt fachübergreifend das Zusammenwirken verschiedener Systemkomponenten zu verstehen und in Systemen zu denken. Sie erlernen die Grundfähigkeiten zur Konzeption, Auslegung Simulation und Realisierung mechatronischer Systeme und die Methodik sich selbst Wissen anzueignen. Die Absolventen sind in der Lage, Wissen zu bewerten, sich schnell in neue Arbeitsgebiete einzuarbeiten, Fragestellungen der Mechatronik ingenieurmäßig zu bearbeiten und ihr Wissen auf dem neuesten Stand der Technik zu halten.

Inhalt:
Vektorrechnung: Der Vektorbegriff, Vektoren in kartesischen Koordinatensystemen, Vektoralgebra, Lineare Abhängigkeit, Basis, Anwendungen in der Analytischen Geometrie,
Lineare Algebra: Matrizenalgebra, Determinanten, Lineare Gleichungssysteme
Komplexe Arithmetik: Definition und Begriffe, Rechnen mit komplexen Zahlen, Darstellungsformen für komplexe Zahlen, Potenzen und Wurzeln, Der Fundamentalsatz der Algebra, Superposition von Schwingungen, Kurven und Gebiete, Komplexe Funktionen
Funktionen mehrerer Variabler: Grundbegriffe, Differenzierbarkeit

Prüfungsleistung/Studienleistung:
Schriftliche Prüfung (150 Min)

Elektrotechnik 1

Vorrausetzungen:
Empfohlen: Mathematische Grundkenntnisse für die Berechnung von linearen Gleichungssystemen. Grundlegendes Verständnis für die Differenzial- und Integralrechnung. Rechnen mit komplexen Zahlen.

Gesamtziel:

Die Studierenden erkennen die Bedeutung der Elektrotechnik in der Mechatronik.
Sie beschreiben die Grundelemente elektrischer Schaltungen (Widerstand, Kondensator, Induktivität) und erklären die Grundgesetze der Elektrotechnik wie z.B. die Gesetze nach Kirchhoff.
Sie kennen Methoden zur Analyse von Gleichspannungsnetzwerken (z.B. Knotenpunktanalyse) und haben ein grundsätzliches Verständnis für elektrische und magnetische Felder (z.B. Feldbegriff, Feldlinien, Feldstärke, Kraftwirkungen, Energie).
Die Studierenden beschreiben Induktionsvorgänge (Induktion der Ruhe, Induktion der Bewegung).
Durch die Bearbeitung der vorlesungsintegrierten Übungen im Dialog mit dem Dozenten und den Hörern lernen die Studierenden eigene Lösungsansätze zu entwickeln und zu verteidigen. Sie lernen die eigenen Fähigkeiten einzuschätzen und auf sachlicher Ebene kontrovers zu diskutieren.Die Studierenden wenden den Überlagerungssatz auf lineare elektrische Netzwerke an.
Sie wandeln komplexe Netzwerke in eine Ersatzspannungsquelle oder Ersatzstromquelle um und lösen Linien- und Flächenintegrale bei einfachen Geometrien (z.B. zur Berechnung der Spannung aus der Feldstärke eines elektrischen Felds). Zusätzlich erstellen und interpretieren sie Zeiger- und Liniendiagramme.

Inhalt:
Grundbegriffe: elektrische Ladung, elektrischer Strom, Potenzial, Spannung, Widerstand; passive- und aktive Zweipole.
Kirchhoff’sche Gesetze.
Grundlegende Verfahren zur Analyse von Netzwerken, elektrische Energie und Leistung.
Elektrisches Strömungsfeld, elektrostatisches Feld, ideale Kondensatoren, Verschiebungstrom.
Grundgrößen des magnetischen Feldes, Materie im Magnetfeld, Durchflutungsgesetz (1. Maxwell’sche Gleichung), Dauermagnete, Induktionsgesetz (2. Maxwell’sche Gleichung).
Einführung in die Wechselstromlehre; komplexe Darstellung.

Prüfungsleistung:
Schriftliche Prüfung (90 Min)

Technische Mechanik 1

Voraussetzungen:
Empfohlen: Lösung von Gleichungssystemen, Integral- und Differenzialrechnung, Winkelfunktionen

Gesamtziel:
Erkennen die Bedeutung der Mechanik in der Mechatronik, Erkennen grundlegende mechanische Elemente wie Lager und Gelenke in einteiligen und mehrteiligen Konstruktionen, Kennen die Grundbelastungsfälle der Festigkeitslehre und deren Überlagerungen, Wählen passende Lagerungen und Gelenke aus für die statisch bestimmte Lagerung von Konstruktionen.
Wenden die Methoden der Technischen Mechanik und Festigkeitslehre im Konstruktionsprozess zur Dimensionierung und Festlegung der Lagerung an
Wenden die Methode des Freimachens auch bei komplexen Modellen sicher an, Entwickeln aus diesen Freikörperbildern die Kräfte- und Momentengleichgewichte, Lösen die Kräfte- und Momentengleichgewichte zur Bestimmung der Lager-, Gelenk- und Schnittreaktionen, Berechnen aus den Schnittreaktionen die wirkende Beanspruchung im Bauteil für Standardlastfälle, Beurteilen die berechneten Spannnungen und Verformungen im Hinblick auf die Werkstoffeigenschaften.
Modellieren und Bewerten die Lagerung, beurteilen und berechnen den Beanspruchungsverlauf, Analysieren einfache Tragwerke bzgl. Ihrer Festigkeit bei geforderter Beanspruchung, Leiten aus den Ergebnissen der Festigkeitsrechnung Folgerungen bzgl. der zulässigen Beansprucheng ab.

Inhalt:
Ebene Stereostatik: Einführung, Grundbegriffe, Axiome, Zentrales Kräftesystem, Allgemeines Kräftesystem, Tragwerke, Schwerpunkt, Balken
Elastostatik, Festigkeitslehre: Einführung, Beanspruchungsarten, Zugbeanspruchung, Druckbeanspruchung, Biegebeanspruchung, Schubbeanspruchung, Torsionsbeanspruchung, Sonderfälle Grundbelastung, Zusammengesetzte Beanspruchung

Prüfungsleistung/Studienleistung:
Schriftliche Prüfung (90 Min)

Konstruktionslehre

Voraussetzungen:
Empfohlen: Zeichnerische Grundfertigkeiten, Grundrechenarten, räumliches Vorstellungsvermögen, Grundfertigkeit im Umgang mit PCs

Gesamtziel:
Die Studierenden beherrschen die Grundlagen des Technischen Zeichnens und der Gestaltungslehre als Basis für die Module „Konstruktion und Fertigung” sowie "Konstruktionselemente", können Schrauben, Federn und andere Konstruktionselemente auswählen und darstellen. Sie kennen und verstehen die Problematik der Fertigungstoleranzen und können dies in Konstruktionen berücksichtigen, die Studierenden sind fähig, fachübergreifend das Zusammenwirken verschiedener Funktionselemente zu verstehen und in Systemen zu denken. Durch die Bearbeitung von Übungsbeispielen und die Durchführung von Laborübungen im Team erweitern die Studierenden ihre Kompetenzen im sozialen Bereich, bei den methodischen Fähigkeiten, der Erarbeitung von Lösungskonzepten sowie der Kundenorientierung.
Die Studierenden können Toleranzen und Passungen auswählen und berechnen, können technische Zeichnungen lesen und selbst erstellen und eigene konstruktive Entwürfe erarbeiten, können mittels CAD-Programmen mechanische Konstruktionen und elektrische Schaltungen darstellen. Die Studierenden können flüssig und routiniert zwei- und dreidimensionale Skizzen räumlicher Gegenstände erstellen, die Studierenden haben die Grundfähigkeiten zur Darstellung, Auslegung und Berechnung konstruktiver Aufgabenstellungen. Die Studierenden sind in der Lage, Fragestellungen und Lösungen aus dem Bereich der Konstruktion gegenüber Fachleuten darzustellen und mit ihnen zu diskutieren. Sie geben Kommilitonen im Rahmen der Präsentation ihrer Projektarbeit wertschätzendes Feedback. Die Behandlung von Beispielen in der Vorlesung und die Laborübungen befähigen die Studierenden, die theoretisch erworbenen Kenntnisse praxisnah umzusetzen sowie Konstruktionen fertigungsgerecht durchzuführen. Sie können diese Kenntnisse selbständig aktualisieren. Die Studierenden lösen im Team eine konstruktive Aufgabenstellung und wenden die Vorlesungsinhalte darauf an.

Inhalt:
Freihandzeichnen, Ansichten und ihre normgerechte Anordnung, Schnitte, Bemaßen, Stücklisten, Technische Oberflächen, Toleranzen und Passungen, Toleranzen für Form und Lage, Darstellen von Baugruppen, Lasten- und Pflichtenheft, methodisches Konstruieren
Anwenden der theoretischen Kenntnisse der Vorlesung auf eine praxisnahe Entwicklungsaufgabe, methodisches Suchen nach Lösungsansätzen, Bewerten von Konzepten, Erstellen von Funktionsskizzen und Zusammenbauzeichnungen, Ableitung von Einzelteilzeichnungen, Ausarbeitung von Projektpräsentationen, Diskussion und Verteidigung der eigenen Ideen im Wettbewerb mit konkurrierenden Konzepten
Erstellen von technischen Zeichnungen, Stromlaufplänen und Leiterplatten-Layouts mit CAD- Systemen

Prüfungsleistung/Studienleistung:
a) Schriftliche Prüfung, b) Erfolgreiche Bearbeitung der Aufgabe im Team mit Bericht und Konstruktion (Entwurf), c) Erfolgreiche Teilnahme.
Das Modul wird benotet. Die Modulnote setzt sich aus den Noten der benoteten Teilmodule, gewichtet mit den zugeordneten Credits zusammen. Alle Teilmodule müssen bestanden sein.

Softskills 1

Voraussetzungen:
English Refresher Course: Englisch Klassenstufe 1, Technisches Englisch: Englisch Fachhochschulreife oder Technisches Gymnasium
Empfohlen: die dem Tutorium zugrundeliegenden Fachvorlesungen

Gesamtziel:
Die Studierenden verfügen über das fachspezifische mechatronische Vokabular in englischer Sprache und kennen die wichtigsten englischen Fachbegriffe aus Mathematik und Physik. Sie können fachenglische Texte in Wort und Schrift verstehen und wiedergeben und  können technische Sachverhalte in englischer Sprache in Wort und Schrift formulieren.
Die Studierenden vertiefen ihre Kenntnisse aus den Vorlesungen Mathematik, Tech. Mechanik und Elektrotechnik. Die Studierenden können in der Bibliothek gezielt nach Informationen suchen und die wichtigsten wissenschaftlichen Lern- und Arbeitsmethoden anwenden.

Inhalt:
Wiederholung elementarer grammatikalischer Strukturen anhand von Texten aus Technologie und Berufswelt. Einführung in Technisches Englisch, spezifisches Vokabular aus Mathematik, Elektrotechnik und Maschinenbau. Einführungsveranstaltung Bibliothek, Methoden und Arbeitstechniken wie Mind Mapping, Kreativitäts- und Dokumentationstechniken, Zeitmanagement, Bewerbungstraining. Weitere Veranstaltungen dienen dazu, unter Anleitung das im Grundstudium bereits erworbene Wissen anzuwenden und zu vertiefen.

Prüfungsleistung/Studienleistung:
a) Schriftliche Prüfung, b) Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben
Das Modul wird benotet. Die Modulnote setzt sich aus den Noten der benoteten Teilmodule, gewichtet mit den zugeordneten Credits zusammen. Alle Teilmodule müssen bestanden sein.