Kapitel 1: Angewandte Mechanik I

1.1 Grundlagen 1.2 Freimachen von Bauteilen 1.3 Grundaufgaben der Statik – Ermittlung resultierender Kräfte Statik des starren Körpers Kraft als Vektor Betrag, Richtung und Angriffspunkt bzw. Betrag, Richtungssinn und Wirklinie Zusammensetzung und Zerlegung von Kräften Kräfteparallelogramm Kräftezug (Krafteck) Drehmoment (Kraftmoment) Vorzeichen und Drehsinn Kräftepaar Zentrales Kräftesystem Allgemeines Kräftesystem Ebenes Kräftesystem Freimachen Flexible Bauteile (Seile, Ketten) Zweigelenkstäbe Ebene Stützflächen Rollkörper Einwertige Lager (Loslager) Zweiwertige Lager (Festlager) Lageplan Kräfteplan (Kräftezug) Ermittlung der Resultierenden mittels schließendem Kräftezug Lageskizze Analytische Methode Kräftezerlegung im rechtwinkligen Koordinatensystem und komponentenweise Addition Ermittlung der Resultierenden im allgemeinen Kräftesystem Erweiterter Kräfteplan Seileckverfahren Ermittlung von Betrag und Richtung wie im zentralen Kräftesystem Bestimmung des Angriffspunktes (Lage der Wirklinie) mithilfe des Momentensatzes

Kapitel 2: Grundlagen der Wechselstromtechnik

2.1 Kenngrößen von Wechselspannung und Wechselstrom Frequenz bzw. Periodendauer Amplitude Phasenverschiebung 2.2 Wechselstromwiderstände Kondensator und Spule als elektrische Bauelemente Impedanz Ohmscher Widerstand R Kapazitiver Widerstand C Induktiver Widerstand L

Kapitel 3: Angewandte Mechanik II

3.1 Grundaufgaben der Statik – Ermittlung unbekannter Kräfte Rechnerische Ermittlung unbekannter Kräfte im zentralen Kräftesystem Lageskizze Rechnerische Gleichgewichtsbedingungen: 1. Σ Fₓ,ᵢ = 0; 2. Σ Fᵧ,ᵢ = 0 Zeichnerische Ermittlung unbekannter Kräfte im zentralen Kräftesystem Lageplan Kräfteplan als Kräftezug Zeichnerische Gleichgewichtsbedingung: Ein zentrales Kräftesystem ist im Gleichgewicht, wenn sich der Kräftezug schließt und „Einbahnverkehr“ herrscht. Rechnerische Ermittlung unbekannter Kräfte im allgemeinen Kräftesystem Rechnerische Gleichgewichtsbedingungen: 1. Σ Fₓ,ᵢ = 0; 2. Σ Fᵧ,ᵢ = 0; 3. Σ M₍D₎,ᵢ = 0 Zeichnerische Ermittlung unbekannter Kräfte im allgemeinen Kräftesystem 3-Kräfte-Verfahren Schlusslinienverfahren 4-Kräfte-Verfahren (fakultativ)

Kapitel 4: Anwendung der Wechselstromtechnik

4.1 Schaltungen von Wechselstromwiderständen R-L- und R-C-Kreis R-L-C-Reihenschaltung R-L-C-Parallelschaltung Zeigerdiagramm zur Ermittlung der Phasenverschiebung 4.2 Filterschaltungen Hochpass und Tiefpass Bandpass (fakultativ) Bandsperre (fakultativ)

Kapitel 5: Festigkeitsbetrachtungen bei Normalspannung

5.1 Grundlagen Aufgabe der Festigkeitslehre Beanspruchungsarten (Zug, Druck, Biegung, Abscherung, Torsion, Knickung) Äußere Belastungskräfte und inneres Kräftesystem Definition der (mechanischen) Spannung Spannungsarten Normalspannung σ Werkstoffkennwerte Zugfestigkeit Rₘ Streckgrenze Rₑ Sicherheitsfaktor 5.2 Zugbeanspruchung Zugspannungs-Hauptgleichung Zulässige Zugspannung Spannungsnachweis Dimensionierung zugbeanspruchter Bauteile Zugseile Zugketten Zugstäbe 5.3 Druckbeanspruchung Druckspannungs-Hauptgleichung Zulässige Spannung Dimensionierung druckbeanspruchter Bauteile Stützstäbe

Kapitel 6: Elektronik I

6.1 Transistor als Schalter Halbleiterdiode Diode als Blackbox mit den Eigenschaften: Ventilwirkung; Schwellenspannung Bipolartransistor Transistor als Blackbox mit den Anschlüssen Basis, Kollektor, Emitter Emitterschaltung Durchschalten und Sperren 6.2 Einfache Sensorschaltungen Sensortaster Feuchtigkeitssensoren Temperatursensoren Helligkeitssensoren

Kapitel 7: Festigkeitsbetrachtungen bei Biegebeanspruchung

7.1 Biegespannungs-Hauptgleichung und Spannungsnachweis 7.2 Bestimmung des axialen Widerstandsmoments Standardquerschnitte 7.3 Bestimmung von Größe und Lage des maximalen Biegemoments Punktweise Berechnung des Biegemoments Bestimmung mit Hilfe des Querkraftdiagramms 7.4 Dimensionierung von Biegeträgern Freiträger mit Punktlasten Stützträger mit Punktlasten

Kapitel 8: Elektronik II

8.1 Logische Grundschaltungen Logische Grundfunktionen Logische Variablen NOT-Verknüpfung (Negation) AND-Verknüpfung (Konjunktion) OR-Verknüpfung (Disjunktion) Funktionsgleichung und Funktionstabelle (Wahrheitstabelle) Schaltsymbole Einfache Rechnungen mit logischen Variablen Vorrangregel Kommutativgesetz Assoziativgesetz Distributivgesetz Abgeleitete Grundfunktionen NAND-Verknüpfung NOR-Verknüpfung XOR-Verknüpfung (Antivalenz) XNOR-Verknüpfung (Äquivalenz) 8.2 Gesetze der Schaltalgebra Absorptionsgesetze Tautologie Negation Doppelte Negation Gesetze von de Morgan 8.3 Analyse und Synthese logischer Schaltungen Konjunktive Normalform Disjunktive Normalform KV-Diagramme Minimieren einer digitalen Schaltung

Fakultative Lerninhalte

Verhalten von Spule und Kondensator im Gleichstromkreis Beschreibung von Wechselstromwiderständen mit komplexen Zahlen Maschinenelemente (Schrauben-, Stift- und Bolzenverbindung) Schwingkreise Empfangs- und Sendetechnik Drehstrom Dioden- und Gleichrichterschaltungen Transistor als Verstärker Operationsverstärker Entwurf und Realisation von Steuerungen mit Simulationsprogrammen Addition von Dualzahlen Einfache elektrische Steuerungen Elektropneumatische Steuerungen