Modulhandbuch

Biologie

Empf. Vorkenntnisse

Grundkenntnisse der allgemeinen Chemie

Lehrform Vorlesung
Lernziele

In dem Modul werden zunächst Grundprinzipien der Biologie behandelt. Dazu gehört der Aufbau und die Funktionsweise von Zellen, ihre Reproduktion, Informationsspeicherung und -übertragung, Stoff- und Energiewechsel sowie Grundlagen der Ökologie. Die Studierenden sollen Bau, Funktionsweise und Komplexität biologischer Systeme kennen, in der Lage sein, die behandelten Lehrinhalte mündlich und schriftlich darzustellen und aus den besprochenen Beispielen allgemeine Gesetzmäßigkeiten ableiten und auf andere Systeme übertragen können. Mangelnde Umsetzung biologischer Zusammenhänge durch Ingenieurinnen und Ingenieure ist denn auch vielfach dafür verantwortlich, dass Technik und Natur in einen Gegensatz geraten. Die Bionik bietet die Voraussetzung für eine Anwendung der biologischen Grundausbildung der Ingenieurinnen und Ingenieure. Den Studierenden wird biologisches mit technischem Wissen verknüpft.

Es gilt, die Ingenieurin/den Ingenieur für die in die Umwelt evolutiv eingepassten Lösungen zu sensibilisieren und ihr/ihm den Weg zu weisen, das Innovationspotential biologischer Lösungen verstärkt zu nutzen.

Dauer 1 Semester
SWS 6.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:90 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:180 h
Leistungspunkte und Noten

Biologie: Klausurarbeit, 60 Min.

Bionik: Klausurarbeit, 60 Min.

Die Gesamtnote setzt sich anteilsmäßig aus den beiden Klausuren Biologie (2/3) und Bionik (1/3) zusammen

ECTS 6.0
Modulverantw.

Prof. Dr. rer. nat. Günter Kunz

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 2
Häufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

BT - Grundstudium

Veranstaltungen Biologie
Art Vorlesung
Nr. M+V409
SWS 4.0
Lerninhalt

 

A)   Allgemeine Biologie

B)   Molekulare Grundlagen der Vererbung

C)   Enzyme und Coenzyme

D)   Energiegewinnung in der Zelle

E)   Spezielle Stoffwechselreaktionen

F)  Ökologie

 

Literatur

 - Biologie 10. Aufl., Campbell, N. A., Reece, J. B., Pearson Studium, 2015

-  Biologie, 22. Aufl., Linder, H.; Bayrhuber, H.; Krull, U., Schroedel Verlag, 2005

-  Purves Biologie 9. Aufl., Sadava, S. et al., Springer Spektrum Verlag, 2011

-  Townsend, Ökologie 3. Aufl., Begon, M. et al, Springer Spektrum, 2016

-  Skript zur Vorlesung Biologie, Kunz, G., 2017

 

Bionik
Art Vorlesung
Nr. M+V458
SWS 2.0
Lerninhalt

Aufgabe der Bionik ist die Analyse von biologischen Prozessen und Strukturen und deren technische Synthese in Konstruktionen von Morgen. Die Idee der Bionik gründet sich auf die Theorie der Evolution und Koevolution in der Natur: Die „Techniken" des Lebens sind optimiert und aufeinander abgestimmt.

Literatur

Werner Nachtigall, Bionik: Grundlagen und Beispiele für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Springer, 2. Auflage, 2002


Chemie I und Werkstoffe

Empf. Vorkenntnisse

keine

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele

Ausgehend vom Atombau sollen die Studierenden den Zusammenhang zwischen der Einordnung eines Elementes in das Periodensystem der Elemente und dem jeweiligen chemischen Verhalten verstehen. Grundlegende stöchiometrische Berechnungen werden vermittelt. Der sichere Umgang mit Redoxreaktionen, Säure/Base-Reaktionen aber auch das tiefere Verständnis und die Bedeutung des Massenwirkungsgesetzes sind vorrangige Lernziele.

Durch die erworbenen Kenntnisse der Allgemeinen und Anorganischen Chemie vertiefen sich für die Studierenden die bei einer Fermentation ablaufenden chemischen Prozesse.

Werkstoffkunde vermittelt den Studierenden anhand wichtiger Werkstoffeigenschaften (Streckgrenzen, Zugfestigkeit, chemische Zusammensetzung) die Auswahl für die geforderte Aufgabenstellung. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für die Planung eines Fermentationsprozesses, bei dem Paraneter wie Korrosionsbeständigkeit, Wärmeübertragung eine große Rolle spielen.

Dauer 1 Semester
SWS 9.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:135 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:135 h

  • Workload:270 h
Leistungspunkte und Noten

Allgemeine und organische Chemie: Klausurarbeit, 60 Min.

Chemie I-Labor: Laborarbeit

Werkstoffkunde: Klausurarbeit, 90 Min.

 

Die Gesamtnote setzt sich anteilsmäßig aus den beiden Klausuren Chemie I (1/2) und Werkstoffkunde (1/2) zusammen

ECTS 9.0
Modulverantw.

Prof. Dr. rer. nat. Johannes Vinke

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 1
Häufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor BT, UV - Grundstudium

Veranstaltungen Werkstoffkunde
Art Vorlesung
Nr. M+V408
SWS 4.0
Lerninhalt

Grundlagen der Kristallographie
Eigenschaften der Metalle
Grundlagen der Legierungen
Zweistoffsysteme mit Eisen-Kohlenstoffdiagramm
Grundlagen der Wärmebehandlung von Stahl
Werkstoffprüfung
Einfluss der Legierungselemente auf die Eigenschaften von Stahl
Bezeichnungssystem der Stähle
Stahlgruppen
Besprechung ausgewählter Stähle nach EN Normen
Ausblick auf Nichteisenmetalle
Ausblick auf Kunststoffe

Literatur

- Werkstoffkunde, Bargel, Schulze, 2000
- Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung, Weisbach, 2000

Allgemeine und anorganische Chemie
Art Vorlesung
Nr. M+V404n
SWS 4.0
Lerninhalt

Atombau und Periodensystem der Elemente
Chemische Bindung (Ionen-, Metall-, kovalente und koordinative Bindung) Chemische Reaktionen Chemisches Gleichgewicht und Massenwirkungsgesetz
Oxidation und Reduktion
Säuren, Basen, Salze, pH-Werte Elektrochemie
Stoffchemie einiger Hauptgruppenelemente

 

Literatur

- Allgemeine und Anorganische Chemie, Riedel, E., de Gruyter, 11. Auflage, 2013

- Allgemeine und Anorganische Chemie, Binnewies, B. et al, Springer Spektrum, 3. Auflage, 2016

- Chemie, C.Mortimer, U. Müller, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, New York, 12. Auflage, 2015

 

Chemie I-Labor
Art Labor/Studio
Nr. M+V473
SWS 1.0
Lerninhalt

Kristallbildung
Umgang mit Volumenmessgeräten
Chemisches Gleichgewicht
Löslichkeitsprodukte
Redoxreaktionen
Reaktionsgeschwindigkeit und homogene Katalyse
Amphoteres Verhalten von Aluminiumionen
Herstellen einer definierten Lösung durch Wiegen und Verdünnen
Komplexbindungen
Flammenfärbung

Literatur

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben.


Chemie II

Empf. Vorkenntnisse

Modul BT-04 Einführung in die Biotechnologie

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele

Lernziel sind grundlegende Reaktionen und -mechanismen der Organischen Chemie, und die sich daraus ergebenden verfahrenstechnischen Abläufe. Die Studierenden sind in der Lage die wichtigsten funktionellen Gruppen, die in der technischen Chemie relevant sind, zu erkennen, und deren Reaktionverhalten im Hinblick auf die Synthese neuer Substanzen vorherzusagen.

Die Studierenden beherrschen die organisch-chemische Fachterminologie, kennen die wichtigsten organischen Grundverbindungen mit Formel und können die wichtigsten organischen Stoffklassen benennen. Die Studierenden sind in der Lage die wichtigsten chemischen Substanzklassen zu erläutern, und kennen deren Bedeutung einerseits für die chemische Industrie wie auch für alltägliche Anwendungen.

Sie sind ferner in der Lage die Grundlagen der theoretischen organischen Chemie wie z.B. Bindungstheorie, unterschiedliche Stellungen von Substituenten im Raum, und deren Auswirkungen auf das Reaktionsverhalten organischer Verbindungen aufzuzeigen. Sie sind in der Lage das Reaktions-verhalten im Hinblick auf ein toxikologisches und umweltschädigendes Potential abzuschätzen sowie Möglichkeiten der Kontrolle und des Schutzes aufzuzeigen.

Ferner sind sie in der Lage, Reaktionsmechanismen unter dem Aspekt der Verfahrensentwicklung und -optimierung zu diskutieren. Anhand der technischen Synthese und Verwendung von Polymerverbindungen können die Studierenden ihr erlerntes Wissen anwenden.

Im dazugehörigen Labor erwerben die Studierenden Kenntnisse über (1) die Herstellung und destillative Reinigung eines Esters, (2) die präparative Darstellung und Reinigung einer anorganischen Verbindung, (3) die chromatographische Trennung von Metallionen, (4) gravimetrische Bestimmungsmethoden, (5) Methoden der Recyclierung gebrauchter organischer Lösungsmittel.

Dauer 1 Semester
SWS 5.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:75 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:75 h

  • Workload:150 h
Leistungspunkte und Noten

Klausurarbeit, 60 Min., und Laborarbeit

Die Gesamtprüfung setzt sich zusammen aus den Testaten zu den vier Praktikumsprotokollen und der Note der Abschlussklausur .

ECTS 5.0
Modulverantw.

Prof. Dr. rer. nat. Johannes Vinke

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 2
Häufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

BT - Grundstudium

Veranstaltungen Organische Chemie
Art Vorlesung
Nr. M+V405n
SWS 4.0
Lerninhalt
  1. Einleitung
    1.1 Organische -Anorganische Chemie
    1.2 Stellung des Kohlenstoffs im PSE, sp3,sp2 sp - Hybridisierung
    1.3 Bindungen, Polaritäten, Begriffe elektrophil, nucleophil
    1.4 Bindungsenergien
    1.5 Oxidationszahlen
    1.6 Übersicht: wichtige funktionelle Gruppen
    1.7 Nomenklatur = Benennung organischer Verbindungen
  2. Strukturen organischer Moleküle
    2.1 Summenformel
    2.2 Strukturformel
    2.3 Isomerie
  3. Stoffgruppen und wichtige Reaktionsmechanismen
    3.1 Kohlenwasserstoffe
    3.2 Alkohole und Phenole
    3.3 Aldehyde und Ketone
    3.4 Carbonsäuren und Derivate
  4. Makromoleküle
    4.1 Allgemeines
    4.2 Polymerisation
    4.3 Polykondensation
    4.4 Polyaddition
    4.5 Kunststoffadditive
Literatur
  • Chemie, Mortimer, C., Müller, U., Thieme Verlag, 2007
  • Organische Chemie., H. Hart, L. E. Craine, D. J. Hart, Wiley - VCH, Weingarten, 2002
  • Struktur und Reaktivität der Biomoleküle, Gossauer, Albert, Wiley-VCH, 2006
Chemie II-Labor
Art Labor/Studio
Nr. M+V476
SWS 1.0
Lerninhalt

Versuch 1: Gravimetrische Bestimmung von Kalium mittels Fällung als Tetraphenylborat
Versuch 2: Ionenchromatographische Trennung von Co2+ und Ni2+
Versuch 3: Herstellung von Kupfer(I)chlorid
Versuch 4: Herstellung von n-Propylacetat
Versuch 5: Bestimmung einer Carbonylverbindung als Semicarbazon
(optional zu Versuch 3)
Bei Bedarf wird das Programm ergänzt durch einen Recyclingversuch


Einführung Biotechnologie

Empf. Vorkenntnisse

keine

Lehrform Vorlesung/Seminar/Labor
Lernziele

Das Modul vermittelt einen Einstieg in die Biotechnologie durch Vorlesung, Seminar und Labor. Aspekte der gesetzlichen Grundlagen und des Qualitätsmanagements ergänzen dies durch eine Hausarbeit.

Dauer 2 Semester
SWS 6.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:90 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:120 h

  • Workload:210 h
Leistungspunkte und Noten

Einführung Biotechnologie mit Labor: Klausurarbeit, 60 Min.

Seminar Biotechnologie: Referat

Rechtliche Grundlagen und Qualitätsmanagement: Hausarbeit

Die Modulnote entspricht der Klausurnote.

ECTS 7.0
Modulverantw.

Prof. Dr. rer. nat. Günter Kunz

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 1 und 2
Häufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor BT - Grundstudium

Veranstaltungen Rechtliche Grundlagen und Qualitätsmanagement
Art Vorlesung
Nr. M+V512
SWS 2.0
Lerninhalt

Gentechnikgesetz, Gentechniksicherheitsverordnung, Biostoffverordnung, Infektionsschutzgesetz GLP: Standardarbeitsanweisungen, SOP System, Ablauf einer Prüfung, Dokumentation und Archivierung GMP: Standardarbeitsanweisungen, Allgemeine Anforderungen in der Qualitätskontrolle und in der Produktion TRBA = Technische Regeln für biologisches Arbeiten

Literatur

Gesetzestexte

Einführung Biotechnologie mit Labor
Art Vorlesung/Labor
Nr. M+V510
SWS 2.0
Lerninhalt

Definition und Überblick, Mikroorganismen im Labormaßstab,
Wachstum von Mikroorganismen, Systematik und Biologie der (Mikro)organismen
Labor
Einführung in die Mikroskopie
Plasmolyse von Zwiebelzelle, Stärkekörner, Fluoreszenz des Chlorophylls, Betrachtung von Umweltproben
Umgang mit Mikroorganismen
Untersuchung der Wirksamkeit von Desinfektionsmitteln
Abklatschtest
Anlegen einer Verdünnungsreihe und Ausplattieren

Literatur

Madigan, M et al, Brock Mikrobiologie kompakt, , Pearson Studium, 13. Auflage, 2015

Bast, E., Mikrobiologische Methoden, Springer Spektrum, 3. Auflage, 2014

Seminar Biotechnologie
Art Seminar
Nr. M+V511
SWS 2.0
Lerninhalt

Fachvorträge zu ausgewählten Themen
Biotechnologie im Alltag, Herstellung eines Produktes in Eigenregie, Joghurt, Sauerkraut o.ä.
Präsentation der Ergebnisse

Literatur

Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben.


Elektrotechnik

Empf. Vorkenntnisse

Gute Kenntnisse in Mathematik und Physik

Lehrform Vorlesung
Lernziele

Die Studierenden müssen in der Lage sein, grundlegende elektrotechnische Aufgabenstellungen zu lösen. Dazu gehört das Berechnen von Gleich- und Wechselstromkreisen, von Leistungen im elektrischen Stromkreis, von Kräften und Energien in Feldern einschließlich der messtechnischen Erfassung der elektrischen Grundgrößen. Die Studierenden sollen die elektrotechnischen Grundlagen auf andere Problemfelder übertragen und anwenden können.

Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:60 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:60 h

  • Workload:120 h
Leistungspunkte und Noten

Klausurarbeit, 90 Min.

ECTS 4.0
Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Grit Köhler

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 2
Häufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

Bachelor aBM, BM, BT, ES, MA, ME - Grundstudium

Veranstaltungen Elektrotechnik I
Art Vorlesung
Nr. M+V812
SWS 4.0
Lerninhalt
  • ELEKTROTECHNISCHE GRUNDBEGRIFFE
    elektrische Ladung, elektrischer Strom, elektrische Spannung, elektrischer Widerstand, elektrische Leistung, elektrische Energie
  • DER ELEKTRISCHE GLEICHSTROMKREIS
    Netzwerke aus linearen passiven und aktiven Zweipolen, Kirchhoffsche Gesetze, Stromkreisberechnung (Zweigstromanalyse, Maschenstromanalyse, Überlagerungsmethode, Zweipoltheorie), Leistungsumsatz im Stromkreis, Leistungsanpassung
  • DAS ELEKTRISCHE FELD
    Feldbegriff (Quellen- und Wirbelfelder, homogene und inhomogene Felder), elektrisches Feld im Nichtleiter (elektrostatisches Feld und zeitlich veränderliches elektrisches Feld), Verschiebungsfluss und Verschiebungsflussdichte, Verschiebungsstrom, elektrische Influenz, Faradayscher Käfig, Verschiebungs- und Orientierungspolarisation, Kapazität und Kondensatoren, Reihen- und Parallelschaltung von Kondensatoren, Energie und Kraftwirkungen im elektrischen Feld
  • DAS MAGNETISCHE FELD
    magnetischer Fluss, magnetische Induktion, magnetische Feldstärke, Materialeinfluss (insbesondere Ferromagnetismus), Durchflutungsgesetz, magnetische Kreise und ihre Berechnung, Analogiebeziehungen zwischen dem elektrischen Strömungsfeld und dem magnetischen Kreis, Analogiebeziehungen zwischen elektrischen und magnetischen Feldern, Ruhe- und Bewegungsinduktion (Lorentzkraft), elektromagnetische Felder, Selbst- und Gegeninduktivität, Induktivität und Spulen, Reihen- und Parallelschaltung von Spulen
  • DER WECHSELSTROMKREIS
    Erzeugung von Wechselspannungen, Wechselgrößen und deren Kennwerte, Leistungen im Wechselstromkreis
  • AUSGEWÄHLTE ANWENDUNGSBEISPIELE

 

 

 

 

 

Literatur
  • Aufgabensammlung zu den Grundlagen der Elektrotechnik, Gert Hagmann (Aula-Verlag Wiesbaden, 2000)
  • Grundlagen der Elektrotechnik zum Selbststudium, Dieter Nelles (VDE-Verlag Berlin Offenbach),     Band 1: Gleichstromkreise (2002), Band 2: Elektrische Felder (2003), Band 3: Magnetische Felder (2003), Band 4: Wechselstromkreise (2003)

Informatik

Empf. Vorkenntnisse

keine

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele

Die Studierenden können die Funktionen von Rechnern und Computernetzen grundlegend verstehen, ein Windows- Betriebssystem konfigurieren und administrieren, einfache Fragestellungen für eine algorithmische Bearbeitung mittels Computer aufbereiten sowie die Programmierung von einfachen Anwendungen konzipieren und objektorientiert umsetzen.

 

Dauer 1 Semester
SWS 3.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:45 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:45 h

  • Workload:90 h
Leistungspunkte und Noten

Klausurarbeit, 60 Min. und Laborarbeit.

Das Labor muss mit Erfolg bestanden sein, die Modulnote entspricht der Note der Klausur

ECTS 3.0
Modulverantw.

Prof. Dr. rer. nat. Detlev Doherr

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 1
Häufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

BT - Grundstudium

Veranstaltungen Informatik-Labor
Art Labor
Nr. M+V517
SWS 1.0
Lerninhalt

Die Teilnehmenden planen und entwickeln einfache Programme nach dem EVA- Prinzip (Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe) und nutzen objektorientierte Strukturen.

Literatur

Siehe Informatik- Vorlesung M+V278

Informatik
Art Vorlesung
Nr. M+V278
SWS 2.0
Lerninhalt

Die Veranstaltung beinhaltet die Informatik- Grundlagen vom Rechneraufbau über Betriebssysteme bis hin zu Datennetzen und Internet. Darüber hinaus werden die Methoden der objektorientierten Programmierung und der Softwareentwicklung gelehrt.

Literatur
  • Vorlesungsskript
  • Moodle- Kursunterlagen
  • Kersken (2017) IT- Handbuch für Fachinformatiker: Open Rheinwerk-Verlag, http://openbook.rheinwerk-verlag.de/it_handbuch/

 


Mathematik I

Empf. Vorkenntnisse

keine

Lehrform Vorlesung
Lernziele

Die Studierenden besitzen das Rüstzeug, wesentliche Wirkungszusammenhänge in den angewandten Wissenschaften nachvollziehen zu können und konstruktiv damit umgehen können. Die Studierenden beherrschen die mathematische Fachterminologie, das Instrumentarium und das grundsätzliche Herangehen an Problembehandlungen so, dass sie diese auf konkrete ingenieurmäßige Aufgaben übertragen und anwenden können. Die Studierenden sind in der Lage, Probleme aus der Praxis mit Hilfe des Vorlesungsstoffs selbstständig zu lösen.

Dauer 1 Semester
SWS 6.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:90 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:120 h

  • Workload:210 h
Leistungspunkte und Noten

Klausurarbeit, 90 Min.

Die Modulnote entspricht der Klausurnote.

ECTS 7.0
Modulverantw.

Prof. Dr. rer. nat. Harald Wiedemann

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 1
Häufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

Bachelor aBM, BM, BT, ES,  MA, ME, UV

Veranstaltungen Mathematik I
Art Vorlesung
Nr. M+V800
SWS 6.0
Lerninhalt
  • Wiederholung der Grundlagen
    Zunächst wird das Basiswissen wiederholt (Mengen, Zahlen, Gleichungen und Ungleichungen, Binome, Rechnen mit Brüchen, Potenzen und Logarithmen), Grundlagen der Aussagenlogik
  • Vektoralgebra und analytische Geometrie
    Nach Einführung der Grundbegriffe und Grundlagen werden die Anwendungsmöglichkeiten besprochen und die Anwendung im 3-dimensionalen Raum geübt, der Zusammenhang mit linearen Gleichungssystemen wird dargestellt
  • Funktionen und Kurven
    Anhand wichtiger Funktionen (ganz- und gebrochenrationale Funktionen, Potenz- und Wurzelfunktionen, trigonometrische Funktionen, Exponential- und Logarithmusfunktion, Hyperbelfunktion) wird der Funktionsbegriff und die Darstellung von Funktionen geübt. Den Abschluss bilden Betrachtungen zur Stetigkeit und zum Grenzwert.
  • Differentialrechnung
    Über die Vertiefung des Grenzwertbegriffs wird die Differentialrechnung eingeführt. Die Ableitungsregeln werden an verschiedenen praktischen Beispielen geübt.
  • Folgen und Reihen
    Der Begriff der Folge wird eingeführt, es werden unendliche Reihen, Potenzreihen und die Taylorentwicklung besprochen.
  • Integralrechnung
    Abschluss bildet die Integralrechnung. Bestimmte und unbestimmte Integrale, Ingerationsregeln und -methoden werden besprochen.
Literatur
  • Papula, L.: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 1, Vieweg, Papula, L. (Vieweg, 2000) 
  • Arens et al: Mathematik, (Spektrum Akademischer Verlag, 2011)

Mathematik II

Empf. Vorkenntnisse

Erforderliche Vorkenntnisse: Stoff des Moduls Mathematik I

Lehrform Vorlesung
Lernziele

Die Studierenden besitzen das Rüstzeug, wesentliche Wirkungszusammenhänge in den angewandten Wissenschaften nachvollziehen zu können und konstruktiv damit umgehen können. Die Studierenden beherrschen die mathematische Fachterminologie, das Instrumentarium und das grundsätzliche Herangehen an Problembehandlungen so, dass sie diese auf konkrete ingenieurmäßige Aufgaben übertragen und anwenden können. Die Studierenden sind in der Lage, Probleme aus der Praxis mit Hilfe des Vorlesungsstoffs selbstständig zu lösen.

Durch die bewusste Auswahl an Beispielen und Übungsaufgaben wird der Stoff des Moduls Mathematik I gefestigt.

Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:60 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:150 h
Leistungspunkte und Noten

Klausurarbeit, 90 Min.

ECTS 5.0
Modulverantw.

Prof. Dr. rer. nat. Harald Wiedemann

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 2
Häufigkeit jedes Jahr (SS)
Verwendbarkeit

aBM, BM, BT, ES, MA, ME - Grundstudium

Veranstaltungen Mathematik II
Art Vorlesung
Nr. M+V801
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Lineare Algebra
    Nach Einführung von Determinanten und Matrizen wird der Zusammenhang zu linearen Gleichungssystemen hergestellt. Eigenwerte und Eigenvektoren werden besprochen
  • Komplexe Zahl
    Die komplexe Zahl und ihre Darstellungsmöglichkeiten werden diskutiert. Dabei werden die Rechenregeln eingeführt und Möglichkeit der Darstellung der komplexe Funktion einer reellen Veränderlichen als Ortskurve vertieft, ebenso die technischen Anwendungen.
  • Gewöhnliche Differentialgleichungen
    Die Bedeutung der Differentialgleichung und der technische Unterschied zwischen Anfangs- und Randwertproblem werden erläutert. Lösungsmethoden für Differentialgleichungen 1. Ordnung und 2. Ordnung mit konstanten Koeffizienten werden hergeleitet. Die Lösung von linearen Differentialgleichungen n-ter Ordnung mit konstanten Koeffizienten wird sowohl mit dem Exponentialansatz als auch über die Laplace-Transformation gezeigt
  • Differential- und Integralrechnung für Funktionen von mehreren Variablen
    Den Abschluss bildet die Betrachtung von Funktionen mit mehreren Variablen sowie die Differentiation und Integration dieser Funktione. Substitutionsregeln für Funktionen mehrerer Variabler werden besprochen und auf Koordinatentransformationen angewendet
Literatur
  • Papula, L.: Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler Band 2, Vieweg, Papula, L. (Vieweg, 2000) 
  • Arens et al: Mathematik, (Spektrum Akademischer Verlag, 2011)

Physik

Empf. Vorkenntnisse

Gute Kenntnisse in Mathematik und Physik auf dem Niveau der Sekundarstufe. Der Mathematik-Brückenkurs wird dringend empfohlen!

Lehrform Vorlesung/Labor
Lernziele

 

Die Studierenden verstehen die wesentlichen physikalischen und technischen Grundlagen der Physik. Sie sind in der Lage, die entsprechenden Prinzipien und Gesetze mathematisch zu formulieren und zu interpretieren. Sie besitzen klare Vorstellungen über die Anwendbarkeit der behandelten Gesetze einschließlich der Grenzen der verwendeten Modelle.
Insbesondere lernen die Studierenden, die erworbenen Kenntnisse auf bekannte physikalisch-technische Fragestellungen aus der Ingenieurspraxis anzuwenden bzw. auf verwandte Aufgabenfelder zu übertragen.

Im Physik-Labor verstehen die Studierenden die physikalischen Grundlagen der Methoden, die bei experimentellen Untersuchungen typischerweise eingesetzt werden. Dabei wird insbesondere das Verständnis des Zusammenspiels der verwendeten Komponenten und ihre Beeinflussbarkeit durch den Experimentator deutlich.
Die Studierenden sind in der Lage, durch gewissenhaftes Beobachten und Messen quantitative Zusammenhänge physikalischer Gesetzmäßigkeiten im Experiment zu ermitteln und eine kritische Bewertung der Ergebnisse vorzunehmen. Die Studierenden lernen dabei, sich mit den zu benutzenden Messeinrichtungen und ihrer Funktion vertraut zu machen und sind in der Lage, selbständig Messungen durchzuführen.
Da die Experimente in kleinen, betreuten Gruppen durchgeführt werden, werden insbesondere die Schlüsselkompetenzen Kommunikationsfähigkeit und Teamfähigkeit eingeübt.
Die Studierenden erhalten zum Abschluss der Lehrveranstaltung die Möglichkeit, im Rahmen des Kolloquiums einen selbst durchgeführten Versuch aufzubereiten und vor den Kommilitonen zu präsentieren.

 

Dauer 2 Semester
SWS 8.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:120 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:150 h

  • Workload:270 h
Leistungspunkte und Noten

Physik I: Klausurarbeit, 90 Min., Gewichtung: 5/7

Physik II: Klausurarbeit, 60 Min., Gewichtung: 2/7

Physik-Labor: Laborarbeit

 

ECTS 9.0
Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Christian Ziegler

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 1 und 2
Häufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

aBM, BM, BT, ES, MA - Grundstudium

Veranstaltungen Physik II
Art Vorlesung
Nr. M+V805
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Schwingungen und Wellen
    Mechanische Schwingungen: freie, gedämpfte und erzwungene Schwingungen, Resonanz
    Eigenschaften mechanischer und akustischer Wellen
  • Optik
    Geometrische Optik: Reflexion und Brechung, optische Instrumente
    Wellenoptik: Interferenz und Beugung
  • Ausgewählte Anwendungsbeispiele
Literatur
  • Physik, D. C. Giancoli (Pearson Education, 2009)
  • Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, P. A. Tipler (Springer Spektrum Verlag, 2015)
  • Physik für Ingenieure, Hering, Martin, Stohrer (Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2012)
  • Physik, U. Harten (Springer Vieweg, 2017)
  • Taschenbuch der Physik, H. Kuchling (Carl-Hanser-Verlag, 2014)
  • Taschenbuch der Physik, Stöcker (Verlag Harri Deutsch, 2014)
Physik I
Art Vorlesung
Nr. M+V804
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Physikalische Größen und mathematische Grundlagen
    Definitionen und Maßeinheiten; eine Auswahl mathematischer Verfahren in der Physik
  • Mechanik
    Kinematik und Dynamik: Grundgesetze der klassischen Mechanik, Mechanik des Massenpunktes, Gravitationskraft und Coulombkraft;
    Arbeit, Energie und Leistung;
    elastischer und inelastischer Stoß;
    Mechanik des starren Körpers, Translation und Rotation;
    Mechanik deformierbarer Körper
  • Wärme
    Wärmeausdehnung;
    1. Hauptsatz der Thermodynamik;
    ideales Gas
  • Ausgewählte Anwendungsbeispiele
Literatur
  • Physik, D. C. Giancoli (Pearson Education, 2009)
  • Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, P. A. Tipler (Springer Spektrum Verlag, 2015)
  • Physik für Ingenieure, Hering, Martin, Stohrer (Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2012)
  • Physik, U. Harten (Springer Vieweg, 2017)
  • Taschenbuch der Physik, H. Kuchling (Carl-Hanser-Verlag, 2014)
  • Taschenbuch der Physik, Stöcker (Verlag Harri Deutsch, 2014)
Physiklabor
Art Labor
Nr. M+V846
SWS 2.0
Lerninhalt

Im Praktikum wird in einfachen Versuchen die Kunst des Messens und Beobachtens, die Gewinnung quantitativer Zusammenhänge, die Erarbeitung physikalischer Sachverhalte und besonders die kritische Wertung der gewonnenen Ergebnisse geübt und sich mit den benutzten Apparaten und ihrer Funktion vertraut gemacht.
Die Experimente werden in kleinen betreuten Gruppen bearbeitet. Am Ende eines jeden Versuchs steht die Anfertigung eines Laborberichts. Dieser beinhaltet neben den theoretischen Grundlagen des Versuchs eine geeignete Darstellung der wichtigsten Ergebnisse inklusive einer Abschätzung der Fehler im Rahmen einer Fehlerrechnung.
Für jeden Versuch ist ein Laborbericht zu erstellen.

Literatur
  • Physikalisches Praktikum, D. Geschke (Teubner, 2001)
  • Praktikum der Physik, W. Walcher (Teubner, 2000)
  • Physik, D. C. Giancoli (Pearson Education, 2009)
  • Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, P. A. Tipler (Springer Spektrum Verlag, 2015)
  • Taschenbuch der Physik, H. Kuchling (Carl-Hanser-Verlag, 2014)

Technische Mechanik

Empf. Vorkenntnisse

Mathematik- und Physikkenntnisse auf dem Niveau der Sekundarstufe II, insbesondere Vektorrechnung

Lehrform Vorlesung
Lernziele

 

Die Studierenden können

  • mit den Begrifflichkeiten der Statik sicher umgehen
  • Linien-, Flächen und Volumenschwerpunkte bestimmen
  • mechanische Systeme einordnen und in analysierbare Teilsysteme zerlegen
  • die Lösbarkeit von Teilsystemen beurteilen
  • Lagerkräfte und Schnittlasten ermitteln
  • Reibungseinflüsse beurteilen und berücksichtigen

 

 

Dauer 1 Semester
SWS 4.0
Aufwand
  • Lehrveranstaltung:60 h
  • Selbststudium/
    Gruppenarbeit:90 h

  • Workload:150 h
Leistungspunkte und Noten

Klausurarbeit, 90 Min.

ECTS 5.0
Modulverantw.

Prof. Dr.-Ing. Michael Volz

Max. Teilnehmer 0
Empf. Semester 1
Häufigkeit jedes Jahr (WS)
Verwendbarkeit

aBM, BM, BT, MA, ME, ES - Grundstudium

Veranstaltungen Technische Mechanik I
Art Vorlesung
Nr. M+V806
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Einführung, Lehrsätze der Statik
  • Kraftvektoren, Vektorrechnung
  • Gleichgewicht am Punkt
  • Resultierende von Kräftesystemen
  • Gleichgewicht eines starren Körper
  • Fachwerke und Systeme starrer Körper
  • Schnittgrößen
  • Reibung
  • Schwerpunkte
Literatur
  • Hibbeler R. Technische Mechanik 1: Statik. München: Pearson Education. 2006
  • Gross D, Hauger W, Schnell W, et al. Technische Mechanik: Band 1: Statik. Berlin: Springer. 2004
  • Romberg O, Hinrichs N. Keine Panik vor Mechanik!. Wiesbaden: Vieweg. 2006


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