Elektrotechnik

Ingenieurwesen der Elektrotechnik

mw-headline" id="Fields of activity">Tätigkeitsfelder Die Elektrotechnik ist die Ingenieurswissenschaft, die sich mit der Erforschung, Erschließung und Herstellung von Elektromaschinen beschäftigt, die zum Teil auf der Grundlage elektromagnetischer Energien arbeiten. Dazu zählen Umrichter, elektrische Geräte und Komponenten sowie Stromkreise für Steuerung, Messung, Regelung, Kommunikation, Geräte und Computertechnik, einschließlich der Technik der Informationstechnologie und Elektroenergie.

In der klassischen Klassifizierung der Elektrotechnik handelte es sich um die Starkstrombranche, die sich heute in der Energie- und Energietechnik sowie in der Antriebtechnik widerspiegelt, und um die Schwachstrombranche, die sich zur Kommunikationstechnik entwickelte. Weitere Bereiche waren die Elektromesstechnik und Automationstechnik sowie die E-Technik. Heutzutage werden nahezu alle Prozesse und Anlagen unter maßgeblicher Mitwirkung von elektrischen Geräten und Regelungen elektronisch gesteuert oder in Betrieb genommen.

In der Elektroenergietechnik (ehemals Hochspannungstechnik) geht es um die Erzeugung, Übertragung und Umwandlung von Elektroenergie sowie um die Niederspannungstechnik. In den meisten FÃ?llen wird elekrische ElektrizitÃ?t durch Umwandlung von mechanisch rotierender Arbeit mit Hilfe von Stromerzeugern erzeugt. Die klassische Starkstromtechnologie umfasst auch den Verbraucherbereich der elektrischen Energie- und Antriebstechnik. Eine weitere Kernkompetenz ist die Starkstromtechnologie. Auch das Thema Elektroinstallation gehört zum Gebiet der elektrischen Energieübertragung im Niederspannungsbereich, wie sie in Haushalten auf vielfältige Weise zu beobachten ist.

Das Antriebskonzept, früher auch als "Starkstromtechnik" bezeichnet, wandelt mittels Elektromaschinen elektromotorisch an. Die klassischen elektrischen Arbeitsmaschinen sind Synchron-, Asynchron- und Direktstrommaschinen, obwohl es viele andere Arten gibt, insbesondere im Umfeld von Kleinantrieben. Jüngere Entwicklungen sind Linearantriebe, die ohne den " Umlenkweg " über die Drehung direkte Umwandlung der elektrischen Leistung in einen mechanischen Linearantrieb ermöglichen.

Im Bereich der Automation stechnik nimmt die Anwendungstechnik einen hohen Stellenwert ein, da mit Elektroantrieben oft eine große Anzahl von Bewegungsabläufen realisiert werden kann. Einerseits für die Ansteuerung und Regulierung der Frequenzumrichter, andererseits werden die Frequenzumrichter oft über die Leistungselektronik elektrisch mit Strom gespeist.

Die Bereiche Spitzenlastreduzierung und energetische Optimierung haben sich auch im Elektrotechnikbereich stark entwickelt. Mithilfe der Kommunikationstechnologie, auch Informations- und Kommunikationstechnologie oder Niederspannungsstromtechnik oder Niederspannungsstromtechnik oder Niederspannungsstromtechnik oder Niederspannungsstromtechnik oder Niederspannungstechnik oder Niederspannungsstromtechnik oder Niederspannungstechnik oder Niederspannungstechnik oder Niederspannungsstromtechnik oder Niederspannungstechnik oder Niederspannungstechnik oder Niederspannungsstromtechnik werden elektromagnetische Wellensignale als Aufzeichnungsträger von einer Informationsplattform (dem Sender) an einen oder mehrere Empfänger (der Informationssenke) ausgestrahlt. Ein wesentlicher Bestandteil der Fernmeldetechnik ist die Informationsverarbeitung, zum Beispiel durch Filtern, Kodieren oder Dekodieren.

Electronics beschäftigt sich mit der Enwicklung, Herstellung und Applikation von Elektronikbauteilen wie z. B. Wicklungen oder Halbleiterkomponenten wie z. B. Leuchtdioden und -tasistoren. Eine immer wichtigere Bedeutung in der Anwendungstechnik hat die Erforschung von Leistungshalbleitern (Leistungselektronik), da Frequenzwandler viel beweglicher als z. B. bei Trafos mitmachen.

Digitale Technologie kann der Elektrotechnik zugeordnet werden, sofern die herkömmliche logische Schaltung aus Tranistoren besteht. Auf der anderen Seite ist die digitale Technik auch die Basis vieler Steuerungssysteme und damit wichtig für die Automation. Man könnte die Lehre auch der gedanklichen Elektrotechnik zuweisen. Im Bereich der Automationstechnik werden die einzelnen Arbeitsgänge eines Verfahrens mit Hilfe von Mess-, Steuer- und Regeltechnik (zusammenfassend als MSR-Technik bezeichnet ) durchlaufen.

Einer der Kernbereiche der Automationstechnik ist die Steuerungstechnik. Der Bereich der elektronischen Vorrichtungstechnik beschäftigt sich mit der Planung und Fertigung von elektronischen Vorrichtungen. Dazu gehört auch der Design und die anschliessende bauliche Auslegung von elektronischen Systemen (Schaltungsträger, Baugruppe, Gerät). Die Elektroinstallation bietet in Häusern sowohl die netzgebundene Verbreitung der elektrischen Elektrizität als auch die Möglichkeit der Nutzung von Verkehrsmitteln (Glocken, Gegensprechanlagen, Telefon en, Fernsehern, Satelliten-Empfangsanlagen und Netzkomponenten).

Um die Nutzung von Elektro- und Wärmeenergie zu verbessern, setzt die Gebäudesteuerung auf Mess- und Regeltechnikkomponenten in Gebäudestrukturen. Grundlage der Lehre und Verbindung zur Elektrophysik sind die Ergebnisse der Elektrizitätstheorie. Der theoretischen Elektrotechnik, der Feld- und Wellentheorie, liegen die Maxwell-Gleichungen zugrunde.

Die Tatsache, dass gewisse Fische (z.B. Elektrostrahlen oder Zitteraale) mittels Electroplax Stromspannungen generieren können, war im antiken Ägypten um 2750 v. Chr. bekannt. In der Interpretation, dass die Abtrennung von elektrischen Entladungen innerhalb der Luft bei Gewitter dieses Problem hervorruft, fand jedoch nur in der Moderne statt. Allerdings waren bereits in der Antike elektromagnetische Erscheinungen bekannt.

Im Trockenen kann Brauner durch Reibung an Textilgewebe (Baumwolle, Seide) oder Schurwolle eine elektrostatische Aufladung erfahren. Indem er Elektronen absorbiert, empfängt Braun eine Negativladung, während das Reibungsmaterial eine Positivladung durch Freisetzung von Elektronen erfährt. Als erster benutzte er den Ausdruck Strom, den er aus dem griechischen Altgriechisch für Ambra gewonnen hatte (????????; transkribiert: ?lektron; Übersetzung: helles Gold).

1663 erfindet Otto von Guericke die erste elektrifizierende Maschine, eine Schwefelfeder mit einer Rotationsachse, die durch Handreibung Strom erzeugt. Luigi Galvani führte 1792 sein sagenumwobenes Froschbein-Experiment durch, bei dem eine elektrochemisch verzinkte Kammer als Stromquelle fungierte. Inspiriert von den Galvanis-Experimenten hat Alessandro Volta um 1800 die sogenannte Volta-Aschesäule gebaut, die erste funktionsfähige Blockbatterie, mit der erstmals eine Dauerspannungsquelle für die Elektrotechnik verfügbar war.

Hans Christian Ørsted unternahm 1820 den Versuch, eine magnetische Nadel durch Elektrostrom abzulenken. AMPERE erläuterte das Konzept der Elektrizitätsspannung und des Elektrizitätsstroms und definierte die Richtung des Stroms. 1826 konnte der Mediziner Georg Simon Ohm beweisen, dass in einem stromführenden Metallleiter die resultierende Stromintensität I dem Verhältnis der angelegten elektrischen Leistung U und dem entsprechenden spezifischen Stromwiderstand R entsprich. Der erzeugte Stromwert wird dann in einen Stromwert umgewandelt.

Im Bereich der Elektro- und Magnetfelder hat Michael Faraday einen großen Anteil daran, und auch der Ausdruck "Feldlinie" kommt von ihm. Es folgten die theoretischen Grundlagen des Elektromagneten in der Elektodynamik und seine mathematischen Formulierungen. Der Kern seines Werkes, die 1864 vorgelegten und 1865 publizierten Maxwell-Gleichungen[2], sind eine der fundamentalen Thesen der Elektrotechnik.

1860 erfindet Philipp Reiß am Frankfurter Gärtnereiinstitut das Handy und damit die elektronische Sprachübertragung. Einer der Pioniere der "Starkstromtechnik" war Werner Siemens (ab 1888 von Siemens), der 1866 den ersten Stromgenerator nach dem dynamischen Prinzip baute. Damit stand erstmalig Strom in nennenswerten nutzbaren Mengen zur Verfügung. Siemens hat 1879 das Fachwort Elektrotechnik geprägt, als er Heinrich von Stephan schlug, einen Elektrotechnikverband zu gründen.

Er engagierte sich als erster Vorsitzender für den Aufbau von Professuren für Elektrotechnik an Fachhochschulen in ganz Deutschland. Im Jahr 1879 entwickelte Thomas Alva Edison die Kohlefaden-Glühlampe, die den Menschen elektrisches Sonnenlicht bringt. Dadurch fand der Strom seinen Weg in immer grössere Lebensbereiche. Gleichzeitig waren Nikola Tesla und Michail von Dolivo-Dobrowolsky am Werk, die Wegbereiter des Wechsels waren und mit ihren wegweisenden Innovationen die Grundlage für die heutige Energieversorgung legten.

1883 gründete er den ersten Elektrotechnik-Studiengang der Welt an der TH Darmstadt (heute TÜV Darmstadt). Das Studium hat vier Jahre gedauert und endete mit einer Abschlussprüfung zum Elektroingenieur. In den Jahren 1885 und 1886 folgte das University Institute London (GB) und die University of Missouri (USA), die weitere unabhängige Professuren für Elektrotechnik errichteten.

Für die groß angelegte Elektroinstallation waren die auf diese Weise geschulten Techniker auszubilden. 3 Eine Lehrtätigkeit an der Berlinischen Akademie auf dem Gebiet der Elektrotechnik lehrte er am späten Vormittag des Jahres 1888 in seinem Untersuchungsbericht "Über strahlener elektrische Kraft". Indem er die Entstehung elektromagnetischer Felder nachwies, wurde er zum Gründer der kabellosen Nachrichtenübertragung und damit auch der E-Kommunikationstechnik.

Allerdings war seine Entwicklung bereits 1931 überholt, als Manfred von Ardenne die Elektronenstrahlröhre und damit das Elektronenfernsehen einführte. Mit der Entwicklung des bipolaren Transistors 1947 in den Bell Laboratories (USA) durch William B. Shockley, John Bardeen und Walter Brattain und der kompletten Halbleitertechnik wurden sehr breite Anwendungsfelder für die Elektrotechnik erschlossen, da viele Bauelemente nun sehr platzsparend aufgebaut werden konnten.

Industrielle Robotik ist heute ein wesentlicher Bestandteil der Automationstechnik in den unterschiedlichsten Branchen, wie zum Beispiel der Automobilzulieferer. 1962 entwickelten Gerhard Sessler und James E. West das Kurfürstenmikrofon, das bis heute das meistproduzierte Mikrophon der Welt ist. Menschliche Robotik besteht neben vielen elektrischen und elektotechnischen Bauteilen im Wesentlichen auch aus mechatronischen Bauteilen, deren Zusammenwirken als mechatronisch bekannt ist.

Die Weiterbildung zum Meisterelektroniker erfolgt an einer Meisterhochschule und beträgt 1 Jahr hauptberuflich oder 2 Jahre nebenberuflich. Die Weiterbildung zum Elektroingenieur kann an einer Fachschule in 4 Vollsemestern oder 8 Teilsemestern durchlaufen werden. An vielen Hochschulen, Fachschulen und Berufsakademien wird Elektrotechnik als Studienfach offeriert. In den ersten Studiensemestern eines Studiengangs Elektrotechnik werden die Studiengänge Elektrotechnik, physikalische und mathematische Grundkenntnisse vermittelt.

Im Rahmen der Lehrveranstaltung Elektrotechnische Grundbegriffe werden die physikalische Grundausbildung der Elektrotechnik erlernt. Die Stromtheorie deckt die Bereiche ab: Direktstrom: Strompotenzial, Stromspannung, Strom, Ohm'scher Widerstandswert, Kirchhoff-Sets, Kompositschaltungen, Elektroarbeit und Energie, Energieanpassung; Wechselstrom: Komplexberechnung; Reaktanz, Wirk- und Blindleistung, passiv und aktiv zweipolig, Oszillatorkreis, lokale Kurve; mehrphasiger Wechselstrom, symmetrisches und asymmetrisches Drehstromsystem, Schaltverfahren, Periodoszillationen mit nicht-sinusförmiger Kurvendurchlaufform, Fourier-Reihe; Elektrostatik:

elektrodynamisches Magnetfeld, Fluenz, Coulomb'sches Prinzip, elektrodynamische Ladungen, elektrokapazitive Eigenschaften: zeitveränderliches Magnet- und Elektrofeld, magnetische Einwirkung, Maxwellgleichungen. Wegen der interdisziplinären Ausrichtung und der starken Interdependenz mit der Computerwissenschaft ist die Programmplanung auch Teil eines Elektrotechnikstudiums. Die weiteren Grundlagen sind die Elektromesstechnik, die digitale Technik, die Elektrotechnik sowie die Netzwerk- und Systemtheorie. Eine weitere Fachrichtung ist die E-Technik. Fachgebiete sind unter anderem Kommunikationstechnik, Steuerungstechnik, Automatisierungstechnik, Elektromaschinen, Elektroenergietechnik oder Modellierung/Simulation.

Der Bachelor-Studiengang Elektrotechnik und Informationstechnik kann an einigen Universitäten in sieben Studiensemestern und ein dreisemestriger Master-Studiengang in Berufsbildung absolviert werden. Größter Fachverband für Elektrotechnik ist das Institut of Electrical & Electronics Engineers (IEEE). Derartige Memoiren von schweizerischen Elektrotechnikern können als Beispiel angesehen werden. Die VDE Vereinigung der Elektrotechnik Elektronische Datenverarbeitung e. V. ist ein technisch-wissenschaftlicher Verein in Deutschland.

Mit dem ZVEH (Zentralverband der Deutsche Elektro- und Informationstechnische Handwerke) werden die Belange von Betrieben aus den drei Gewerken Elektrotechnik, Informationstechnologie und Elektrotechnik vertreten. Mittelverband Elektrotechnik- und Elektroindustrie (Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronische Industrie e. V.) Der ZVEI engagiert sich für die Belange der Elektrizitätswirtschaft in Deutschland und auf internationalem Niveau. Weinfeld Hill, Paul Horowitz: The High School of Electronics, Tl.2, Digital Technology.

Eugen Philippow, Karl Walter Bonfig (Bearb.): Grundlagen der Elektrotechnik, ISBN 3-89576-025-0. Verlagstechnik, Berlin, 10th Edition 2000, ISBN 3-341-01241-9. Winfield Hill, Paul Horowitz: Die hoch School der Electronics, Tl und Tl. an. Kurzfassung: Elektrikverlag 2002, ISBN 3-89576-024-2 Manfred Albach: Grundlagen der Elektrotechnik I. Erfahrungen, Komponenten, DC-Kreise.

Dr. Pearson Studie, München 2004, ISBN 3-8273-7106-6 Manfred Albach: Grundlagen der Elektrotechnik 2: Regelmäßige und nichtperiodische Signalkurven. Birnenforschung, München 2005, ISBN 3-8273-7108-2 Gert Hagmann: Grundlagen der Elektrotechnik. Dr. Helmut Lindner, Harry Brauer, Constanz Lehmann: Paperback der Elektrotechnik und Elektrotechnik. Herausgegeben by Carl Hanser Verlags, Leipzig; Munich, 9th edition 2008, ISBN 978-3-446-41458-7. Siegfried Altmann, Detlef Schlayer: Lehr- und übungsbuch Elektrotechnik.

Das Aufkommen der Elektrotechnik aus Wirtschaft und Naturwissenschaften zwischen 1880 und 1914. Chur: G + B Fakultas Verlags Fakultas, 1995. ISBN 3-7186-5755-4 (Softcover). Verbandes der Elektrotechnik Elektronische Informationstechnik e. V. Centralverband Elektrotechnik- und Elektronischeindustrie e. V. William Gilbert: Tractatvs Siue Physiologia Nova De Magnete, Magneticisqve Corporibvs Et Magno Magnete toldure.

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