Modulbeschreibung

Die Studierenden

• können einfache praktische Probleme in mathematische Sprache übertragen, anschliessend analysieren und lösen.
• können mit mathematischen Fachbegriffen umgehen und Sachverhalte im mathematisch-technischen Umfeld korrekt formulieren.
• können die Grundfunktionen eines Computer-Algebra-Systems (CAS) bedienen. Sie setzen CAS zur Lösung von Problemen in der Analysis ein.
• sind mit den Begriffen Stammfunktion, unbestimmtes und bestimmtes Integral vertraut.
• können die wichtigsten Funktionen integrieren.
• können die wichtigsten Integrationsregeln (partielle Integration, Substitutionsregel, Integrieren mit Partialbruchzerlegung) anwenden.
• können die Integralrechnung anwenden auf Probleme der Flächenberechnung, Schwerpunktsberechnung und Berechnung von Trägheitsmomenten.
• können die Differentialrechnung anwenden, um Funktionen zu untersuchen und Aussagen über Ihren Verlauf zu machen.
• setzen die Differentialrechnung zur Lösung einfacher physikalischer Aufgaben ein.
• wenden die Differential- und Integralrechnung auf Kurven in Parameterdarstellung an. Sie lösen anwendungsbezogene Aufgaben in diesem Umfeld mit CAS.
• besitzen Problemlösungs- und Umsetzungskompetenz.
• können modellieren, abstrahieren, strukturieren, analysieren und synthetisieren.
• besitzen eine fachsprachliche Ausdrucksfähigkeit und können präzise formulieren.
• verfügen über Selbstdisziplin, Leistungsbereitschaft und die Fähigkeit, analytisch und lösungsbezogen zu denken.

• Mathematische Modellbildung
• Mathematische Fachsprache
• Integralrechnung
• Anwendungen der Integralrechnung
• Anwendung der Differentialrechnung
• Einführung in ein Computer-Algebra-System

Die Studierenden

• kennen die physikalischen Erscheinungen im Verhalten von ruhenden und bewegten elektrischen Ladungen, verstehen deren Zusammenhänge und verfügen über die zu ihrer Beschreibung nötigen Begriffe.
• erkennen elektrische und magnetische Phänomene im Alltag und in technischen Anwendungen, können die Zusammenhänge verbal beschreiben und dafür ein geeignetes physikalisches Modell entwerfen.
• können elektrische und magnetische Fragestellungen an einfachen Modellen in mathematische Sprache übertragen, analysieren, lösen und das Ergebnis im Problemkontext bewerten.

Im einzelnen bedeutet dies: die Studierenden

• kennen die Ursache und die Wirkungen des elektrischen Feldes.
• können elektrische Feldlinienbilder skizzieren und interpretieren.
• kennen den Zusammenhang zwischen Feldstärke, Spannung und Potential.
• können die Bewegung von Ladungen im elektrischen Feld berechnen.
• kennen den Begriff der Influenz und ihre Phänomene.
• können den Satz von Gauss auf symmetrische Ladungskonfigurationen anwenden und ihre Kapazität berechnen.
• kennen den Begriff des Strömungsfeldes und beherrschen für symmetrische Konfigurationen die Berechnung von Stromdichte, Spannung und Widerstand.
• wissen, wie dielektrische Materialien die elektrische Feldstärke und die elektrische Verschiebung beeinflussen.
• kennen die Ursache und die Wirkungen des magnetischen Feldes.
• kennen die Feldlinienbilder von Dipol, geradem Leiter, Kreisstrom und Spule.
• können die Kraftwirkungen im B-Feld formulieren.
• können den Halleffekt erklären und die Hallspannung berechnen.
• können die H-Feldstärke einfacher Stromkonfigurationen berechnen.
• können die magnetische Induktion beschreiben und das Induktionsgesetz anwenden.
• kennen den Begriff des Verschiebestromes.
• kennen die Maxwellgleichungen.
• können den Dia-, Para- und den Ferromagnetismus erklären.
• können die Energiedichte des elektrischen und magnetischen Feldes berechnen.

Die Studierenden

• besitzen Problemlösungs- und Umsetzungskompetenz.
• können modellieren, abstrahieren, strukturieren, analysieren und synthetisieren.
• besitzen eine fachsprachliche Ausdrucksfähigkeit, können präzise formulieren und überzeugend argumentieren.
• verfügen über Selbstdisziplin, Leistungsbereitschaft und die Fähigkeit, analytisch und lösungsbezogen zu denken.

• Elektrostatik
• Elektrisches Strömungsfeld
• Statische Magnetfelder
• Zeitlich veränderliche Felder

Eine Prüfung während der Unterrichtsphase und eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit dem Kurs Integralrechnung.

• Experimentalvorlesung
• Unterrichtsgespräch im Klassenverband
• Selbststudium (Übungsaufgaben, Vor- und Nachbereitung der Fachinhalte sowie das selbstständige Erarbeiten von Sachverhalten)