Das Studium der Elektrotechnik beschäftigt sich mit der Entwicklung, Erzeugung, Verteilung und Anwendung elektrischer Energie sowie der Verarbeitung und Übertragung von Informationen. Es ist ein äußerst vielseitiges und interdisziplinäres Fachgebiet, das verschiedene Aspekte der Physik, Mathematik, Informatik und Ingenieurwissenschaften integriert. Hier sind die Hauptbereiche, die im Elektrotechnik-Studium typischerweise behandelt werden:
1. Grundlagen der Elektrotechnik
- Elektrische und magnetische Felder: Untersuchung von elektrischen Feldern, magnetischen Feldern, sowie deren Wechselwirkungen und Anwendungen.
- Gleichstrom- und Wechselstromtechnik: Verständnis von Stromkreisen, Spannungen, Strömen, Widerständen, Induktivitäten und Kapazitäten sowie deren Verhalten in Gleich- und Wechselstromsystemen.
- Schaltungen und Netzwerke: Analyse und Entwurf von elektrischen Schaltungen, einschließlich passiver und aktiver Bauelemente (Widerstände, Kondensatoren, Spulen, Transistoren).
2. Elektronik
- Halbleitertechnologie: Grundlagen der Halbleiterphysik, Funktion und Einsatz von Dioden, Transistoren, und anderen Halbleiterbauelementen.
- Analogelektronik: Schaltungsdesign und -analyse von analogen Schaltungen, Verstärkern, Oszillatoren und Filtern.
- Digitalelektronik: Logikgatter, Flip-Flops, Zähler, Register, und der Entwurf digitaler Schaltungen. Einführung in Mikroprozessoren und deren Anwendung.
3. Elektromagnetische Felder und Wellen
- Maxwell-Gleichungen: Theoretische Grundlagen, die die elektromagnetischen Felder beschreiben, und deren Anwendung in der Elektrotechnik.
- Wellenausbreitung: Untersuchung der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen, einschließlich Antennentechnik und Hochfrequenztechnik.
4. Messtechnik
- Messverfahren: Erlernen von Verfahren zur Messung elektrischer Größen wie Spannung, Strom, Leistung, Impedanz, und Frequenz.
- Sensorik: Einführung in verschiedene Sensortechnologien zur Erfassung physikalischer Größen und deren elektrische Umsetzung.
5. Steuerungs- und Regelungstechnik
- Regelkreise: Entwurf und Analyse von Regelkreisen, einschließlich Regelalgorithmen, Stabilität, und Regelgüte.
- Automatisierung: Anwendung der Regelungstechnik in industriellen Prozessen, Steuerungssystemen und Robotik.
6. Informationstechnik und Kommunikationstechnik
- Signalverarbeitung: Theorie und Anwendung der Signalverarbeitung, einschließlich Fourier-Transformation, Filterung, und Modulationstechniken.
- Kommunikationstechnologien: Grundlagen der drahtgebundenen und drahtlosen Kommunikation, einschließlich Mobilfunk, Netzwerkprotokolle, und optische Kommunikation.
7. Elektrische Energietechnik
- Energieerzeugung und -verteilung: Erzeugung von Elektrizität in Kraftwerken, Übertragung und Verteilung von elektrischer Energie durch Stromnetze.
- Erneuerbare Energien: Anwendung und Integration von erneuerbaren Energiequellen wie Wind, Solar, und Wasserkraft in das Stromnetz.
- Leistungselektronik: Techniken zur Umwandlung und Steuerung von elektrischer Energie, einschließlich Gleich- und Wechselrichter.
8. Automatisierungstechnik
- Automatisierte Systeme: Entwurf und Implementierung von Steuerungs- und Automatisierungssystemen für industrielle Anwendungen.
- Robotertechnik: Grundlagen der Robotersteuerung, Sensortechnik und Programmierung von Roboterbewegungen.
9. Mikroelektronik und Nanotechnologie
- Schaltungsentwurf: Entwurf und Analyse von integrierten Schaltungen (ICs) auf Mikro- und Nanoebene.
- Fertigungstechnologien: Techniken zur Herstellung von Mikro- und Nanobauelementen, wie Lithografie und Halbleiterprozessierung.
10. Projektmanagement und Wirtschaft
- Technisches Management: Einführung in das Projektmanagement, wirtschaftliche Planung und die Durchführung von technischen Projekten.
- Ingenieurrecht und Patentrecht: Rechtliche Rahmenbedingungen im Ingenieurwesen, einschließlich des Schutzes geistigen Eigentums.
11. Praktische Anwendungen und Laborarbeit
- Laborpraktika: Die praktische Anwendung des theoretischen Wissens in Laborumgebungen, wie z. B. das Entwerfen und Testen von Schaltungen, die Arbeit mit Mikrocontrollern und die Durchführung von Messungen.
- Projektarbeit: Umsetzung von Projekten, die das Design, die Entwicklung und den Test von Geräten und Systemen umfassen, oft in Zusammenarbeit mit der Industrie.
Berufliche Perspektiven
Ein Abschluss in Elektrotechnik öffnet eine Vielzahl von Karrieremöglichkeiten in verschiedenen Branchen:
- Automobilindustrie: Entwicklung von elektrischen und elektronischen Systemen für Fahrzeuge.
- Energiewirtschaft: Arbeit an Stromnetzen, erneuerbaren Energien, und Leistungselektronik.
- Telekommunikation: Gestaltung von Kommunikationsnetzwerken und Mobilfunksystemen.
- Medizintechnik: Entwicklung und Wartung von medizinischen Geräten und bildgebenden Systemen.
- Automatisierung und Robotik: Arbeit in der industriellen Automatisierung, einschließlich der Entwicklung von Steuerungs- und Robotersystemen.
- Forschung und Entwicklung: Arbeit an neuen Technologien in akademischen oder industriellen Forschungseinrichtungen.
Das Studium der Elektrotechnik bietet also ein breites und tiefgehendes Wissen, das in vielen verschiedenen Anwendungsbereichen eingesetzt werden kann.