Elektroteknikk

Elektroteknikk er en ingeniørvitenskap som omhandler forskning og utvikling samt produksjon av elektriske enheter som i det minste delvis er basert på elektrisk energi . Dette inkluderer feltet omformere , elektriske maskiner og komponenter samt kretser for kontroll , måling , regulering , kommunikasjon , enhet og datateknologi til teknisk informasjonsteknologi og energiteknologi .

Hovedområder

En av egenskapene til elektrisitet er at elektrisitet er svært nyttig for overføring av energi så vel som for å overføre informasjon , og derfor ble elektroteknikk først utviklet bemerkelsesverdig på disse to områdene. Den klassiske klassifiseringen av elektroteknikk var derfor høyspenningsteknologi, som gjenspeiles i dag i elektrisk energiteknologi og drivteknologi , og lavspenningsteknologi, som ble dannet til kommunikasjonsteknologi . Elektrisk måleteknologi og automatiseringsteknologi samt elektronikk ble lagt til som ytterligere områder. Grensene mellom de enkelte områdene er ofte flytende. Mange elektroingeniører jobber og spesialiserer seg bare på ett av disse hovedområdene, men mange krever kunnskap om alle hovedområdene. Etter hvert som søknadene ble mer utbredt, dukket det opp utallige andre spesialiseringsområder. I vår sivilisasjon i dag drives nesten alle prosesser og fasiliteter elektrisk eller drives med en betydelig mengde elektrisk utstyr og kontroller.

Teoretisk elektroteknikk

Grunnlaget for teorien og koblingen til fysikk i elektroteknikk er funnene fra elektrisitetsteorien . Teorien om kretser omhandler metodene for å analysere kretser laget av passive komponenter. I teoretisk elektroteknikk skilles det mellom elektrostatikk og elektrodynamikk , sistnevnte som et eksempel, teorien om felt og bølger, basert på Maxwells ligninger og Lorentz -kraften . Hvis du ønsker å utdype din teoretiske grunnleggende kunnskap utover å studere elektroteknikk, kan du gjøre det med kvanteelektrodynamikk og den elektriske svake interaksjonen . Kunnskap som for øyeblikket neppe eller svært sjelden spiller en rolle i praktisk elektroteknikk og mer sannsynlig vil bli tildelt grunnforskningsfeltet .

Elektrisk kraftteknikk

Elektrisk energiteknologi (tidligere tungstrømsteknologi) omhandler generering, overføring og konvertering av elektrisk energi med høy elektrisk kraft så vel som høyspenningsteknologi . I de fleste tilfeller oppnås elektrisk energi ved å konvertere mekanisk-roterende energi ved hjelp av generatorer . Klassisk tungstrømsteknologi inkluderer også området elektriske energiforbrukere og drivteknologi. Området for overføring av elektrisk energi i området med lav spenning inkluderer også temaet elektriske installasjoner , som det kan finnes på mange forskjellige måter i husholdningen.

Klassiske delområder eller emner

• Elektrisk kraftdistribusjon , høyspenningsteknologi , linjeteori og installasjonsteknologi
• Kraftverksteknologi og produksjon av elektrisk energi
• Elektriske maskiner
• Kraftelektronikk , omformere og frekvensomformere , omformer og omformerteknologi
• Nettverksbeskyttelse og isolasjonsteknologi i energinettverk
• Energiindustrien (spesielt elektrisitetsindustrien )
• Nettverkskontrollteknologi og smarte nett
• Fornybar energi og energilagringsteknologier

Elektrisk drivteknologi

Drivteknologi , tidligere også betraktet som "tungstrømsteknologi", konverterer elektrisk energi til mekanisk energi ved hjelp av elektriske maskiner . Klassiske elektriske maskiner er synkrone , asynkrone og likestrømsmaskiner , med mange andre typer, spesielt når det gjelder små stasjoner. Nyere er utviklingen av lineære motorer , som konverterer elektrisk energi direkte til mekanisk lineær bevegelse uten "omkjøring" via rotasjon. Drivteknologi spiller en stor rolle innen automatiseringsteknologi, ettersom et stort antall bevegelser ofte kan implementeres med elektriske stasjoner. På sin side spiller elektronikk en stor rolle innen drivteknologi, på den ene siden for kontroll og regulering av drivenhetene, og på den annen side forsynes kinetiske stasjoner ofte med elektrisk energi ved hjelp av kraftelektronikk. Området for topplastreduksjon og energioptimalisering innen elektroteknikk har også utviklet seg betraktelig.

Klassiske delområder eller emner

• Elektriske maskiner
• DC -maskiner og induksjonsmaskiner
• Motvilje motorer
• Trinnmotorer
• Automatisert drivteknologi
• Kraftelektronikk , omformere og frekvensomformere , omformer og omformerteknologi

Kommunikasjonsteknikk

Ved hjelp av kommunikasjonsteknologien , og informasjon og kommunikasjonsteknologi eller telekommunikasjon (tidligere lav effektteknologi), genereres signaler av elektrisk ledning eller elektromagnetiske bølger som informasjonsbærer fra en informasjonskilde ( senderen ) til en eller flere mottakere (informasjonen vask) overført . Det er viktig å overføre informasjonen med så lavt tap at den kan gjenkjennes av mottakeren (se også høyfrekvent teknologi , amatørradio ). Signalbehandling , for eksempel ved hjelp av filtrering, koding eller dekoding, er et viktig aspekt ved kommunikasjonsteknologi.

Klassiske delområder eller emner

• Kommunikasjon (informasjonsteori) og kommunikasjonsteknologi
• Kodeteori og datakomprimering
• Systemteori , signalteori , digital signalbehandling og signalkonvertering
• Høyfrekvent teknologi , mikrobølge teknologi
• Antenne teknologi , radioteknologi , mobil radioteknologi , satelitt -teknologi , radarteknologi
• Datanettverk
• Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) og linjeteori

Elektronikk, mikroelektronikk og nanoelektronikk

Elektronikk omhandler utvikling, produksjon og bruk av elektroniske komponenter som spoler eller halvlederkomponenter som dioder og transistorer . Søknadene er generelt praktisk implementert på kretskort med kretskortet .

Digital teknologi kan tilordnes elektronikk i den utstrekning den klassiske logikkretsen består av transistorer. På den annen side er digital teknologi også grunnlaget for mange kontroller og er derfor viktig for automatiseringsteknologi. Teorien kan også tilordnes teoretisk elektroteknikk.

Utviklingen av krafthalvledere ( kraftelektronikk ) spiller en stadig viktigere rolle innen drivteknologi, siden frekvensomformere kan gi elektrisk energi mye mer fleksibelt enn det er mulig med transformatorer, for eksempel.

Microelectronics omhandler utvikling og produksjon av integrerte kretser . På noen områder av halvlederindustrien og halvlederteknologi er grensen på 100 nanometer overskredet, så man snakker her formelt om nanoelektronikk .

Klassiske delområder eller emner

• Analog teknologi , digital teknologi , maskinvarebeskrivelsesspråk og kretssimulering
• Signalteori , digital signalbehandling og signalkonvertering
• Mikroprosessorteknologi , mikrokontroller , assembler og C -programmering
• Innebygde systemer
• Layoutdesign og PCB -layout
• Høyfrekvent elektronikk , elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) og linjeteori
• Brikkedesign og halvlederteknologi
• Kraftelektronikk

Automasjonsteknologi

I automatiseringsteknologi blir individuelle arbeidstrinn i en prosess automatisert eller overvåket ved hjelp av metoder for måling , kontroll og regulering (samlet kalt MSR -teknologi ). I dag støttes vanligvis MSR -teknologien av digital teknologi . Kontrollteknikk er et av kjerneområdene innen automatiseringsteknologi. Forskriftene finnes i mange tekniske systemer. Eksempler er kontroll av industriroboter , autopiloter i fly og skip, hastighetskontroll i motorer, stabilitetskontroll ( ESP ) i biler, posisjonskontroll av raketter og prosesskontroller for kjemiske anlegg. Enkle eksempler på dagliglivet er temperaturkontrollene sammen med kontroller i mange forbruksvarer som strykejern , kjøleskap , vaskemaskiner og kaffemaskiner (se også sensorteknologi ).

Klassiske delområder eller emner

• Systemteori og teknisk kybernetikk
• Kontrollteknologi og reguleringsteknologi
• Prosessautomatisering som f.eks B. prosesskontrollteknologi og automatiseringspyramider
• Programmerbar logisk kontroller og funksjonsblokk språk
• Målteknologi , sensorer og feltbussystemer
• Robotikk , maskinsyn og bildebehandling

Nye nye spesialiseringsområder

byggeteknologi

Begrepene teknisk bygningsutstyr (TGA) eller forsyningsteknologi med fokus på elektroteknikk brukes også. I bygninger, elektriske installasjoner sikre både linjebasert fordeling av elektrisk energi og muligheten for å bruke hjelp av kommunikasjon ( klokkene , intercom , telefoner , TV-apparater , satelitt mottak systemer og nettverkskomponenter ). I tillegg til kablet distribusjon av informasjon, brukes radiotransmisjon ( DECT , WLAN ) i økende grad. Bygningsautomatisering bruker komponenter til måling , kontroll og reguleringsteknologi i bygninger for å optimalisere bruken av elektrisk og termisk energi , f.eks. B. innen belysning, klimaanlegg og ventilasjonsteknologi. Et stort utvalg av bygningsikkerhetssystemer brukes også i bygningsautomatisering.

Medisinsk teknologi

Elektroteknikk og medisinsk teknologi tilbys ved flere og flere universiteter . På grunn av den innovative tekniske utviklingen innen medisin , kreves flere og flere spesialiserte elektrikere , elektroteknikere og ingeniører på sykehus eller i medisinsk teknologiselskaper og selskaper.

Områder ville være for eksempel myoelectrics , elektronikk av kunstige organer, robot proteser , bioprinters , HF kirurgi , laser kirurgi , robot kirurgi , røntgen maskiner , sonography , magnetisk resonans tomografi , optisk koherens tomografi , nukleær medisin , hjerte-lunge-maskiner , dialyse maskiner , spesielle krav til sykehusteknologi.

Datamaskin, halvleder og enhetsteknologi

Elektronisk enhetsteknologi , også kjent som elektroniske systemer , kom fra hovedområdet elektronikk og omhandler utvikling og produksjon av elektroniske enheter og enheter. Den inkluderer således design og den påfølgende strukturelle utformingen av elektroniske systemer ( ledningsbærere , enheter , elektriske enheter ) og bruker halvlederteknologi og datateknologi . Det er stor etterspørsel, spesielt innen maskinvare , husholdningsapparater , informasjonsteknologi og underholdningselektronikk .

Historie, vesentlig utvikling og mennesker

antikken

Fenomenet at visse typer fisk (f.eks. Elektriske stråler eller elektriske ål ) kan generere elektriske spenninger (ved hjelp av elektroplaksen ) var i det gamle Egypt rundt 2750 f.Kr. Kjent.

Det meteorologiske fenomenet tordenvær har alltid ledsaget menneskeheten. Tolkningen av at separasjonen av elektriske ladninger i atmosfæren i tordenvær forårsaket dette fenomenet, skjedde imidlertid bare i moderne tid . Imidlertid var elektrostatiske fenomener allerede kjent i antikken.

Den første kunnskapen om effekten av statisk elektrisitet rundt 550 f.Kr. Tilskrives naturfilosofen Thales of Miletus . I et tørt miljø kan rav lades elektrostatisk ved å gni det mot tekstilstoff ( bomull , silke ) eller ull . Det som imidlertid ikke var kjent på den tiden, er at rav mottar en negativ ladning ved å absorbere elektroner , mens friksjonsmaterialet får en positiv ladning ved å frigjøre elektroner. Gjennom verkene til Plinius den eldre ble kunnskapen som ble observert gjennom disse forsøkene gitt videre til sen middelalder .

17. århundre

• I 1600 oppfant naturforskeren William Gilbert den elektriske pilen, Versorium , den første versjonen av et elektroskop , ved hjelp av hvilken han målte tiltrekningen til rav, og i det andre kapitlet i den andre boken i hans publiserte verk om magneter ^{[ 1], gjorde han et} skille mellom magnetisme og statisk elektrisitet ( "differentia inter magnetic rica & electrica"). Gilbert var den første som brukte begrepet elektrisitet , som han avledet fra det gamle greske ordet for rav (ἤλεκτρον; transkribert: ḗlektron; oversatt: lett gull).
• I 1629 i Ferrara oppdaget Niccolò Cabeo gjennom ytterligere eksperimenter den mekaniske frastøtningen og tiltrekningen av forskjellige materialer forårsaket av statisk elektrisitet , og var den første som beskrev magnetfeltlinjer i "Philosophia magnetica". ^[2]

• I 1663 oppfant Otto von Guericke den første elektrifiseringsmaskinen , en svovelkule med en rotasjonsakse som genererte elektrisitet gjennom håndindusert friksjon. Denne maskinen genererer høye spenninger.
• I 1671 produserte Gottfried Wilhelm von Leibniz elektriske gnistutladninger med Otto von Guericke -generatoren og et gnistgap . Oppfinnelsen ble imidlertid ikke publisert før i 1673.

18. århundre

• I 1706 utviklet Francis Hauksbee en elektrifiseringsmaskin for friksjon hvis kule eller sylinder ikke lenger var laget av svovel, men av glass . De lysende fenomenene til koronautladningen generert av maskinen, for eksempel lekkasjestrømmer og topputladning, var mer synlige gjennom glasset.
• I 1729 delte Stephen Gray den første som delte flere stoffer i elektriske ledere og ikke-ledere .
• I 1732 klarte Gray å lede elektrisk ladning i omtrent 150 meter gjennom et hampetau pakket med silketråd , og i et lignende forsøk senere sendte han strøm gjennom metalltråder . ^[3]
• I 1733 oppdaget Charles du Fay to typer elektrisitet i Paris, positiv og negativ statisk elektrisitet . Gjennom ytterligere eksperimenter innså han at de to typene statisk elektrisitet kan nøytralisere hverandre. ^[2]
• I 1745, rundt midten av 1700 -tallet , oppfant Ewald Georg von Kleist og Pieter van Musschenbroek Leiden -flasken , den eldste typen kondensator , en komponent som lagrer elektriske ladninger.
• I 1746 publiserte Johann Heinrich Winkler sitt syn om at den elektriske skyladningen var årsaken til tordenvær og at den ble tømt til jorden av lyn . ^[4]
• I 1752 oppfant Benjamin Franklin lynstangen og publiserte resultatene av hans eksperimenter og observasjoner om elektrisitet fra 1751 til 1753. Han krevde og anbefalte å installere lynstaver som lynbeskyttelse på hver høye bygning. I 1874 ble CGS -enheten for elektrisk ladning og elektrisk strøm oppkalt etter ham.
• I 1756 oppdaget Franz Ulrich Theodor Aepinus pyroelektrisitet i turmalin. ^[2]
• I 1762 oppfant Johan Carl Wilcke elektroforen , en influensamaskin , en metode for å skille elektriske ladninger eller for å generere svært høye elektriske spenninger .
• I 1763 bygde fysikeren Andrew Gordon en horisontalt roterende metallstjerne som ble ladet elektrisk av en Leyden -flaske og som roterte når den ble tømt . ^[5] Han anses derfor generelt for å være oppfinneren av den elektriske motoren i noen kretser.

• I 1774, i Berlin , utviklet og presenterte Georges-Louis Le Sage verdens første form for elektrisk telegrafi , ved hjelp av 24 forskjellige ledninger , en for hver bokstav i alfabetet . Denne telegrafen koblet to rom i en bygning. Dette var en elektrostatisk telegraf som flyttet gullflak gjennom elektrisk ledning av elektriske ladninger og effektene av elektrostatikk . ^[6]
• I 1775 forbedret Alessandro Volta elektroforen.
• I 1777 oppdaget Georg Christoph Lichtenberg " Lichtenberg -figurene " og basert på dem bipolariteten til den elektriske ladningen . ^[7] Det var han som introduserte tegnene "pluss +" og "minus -" for elektriske ladninger og poler . Med dette arbeidet bidro han til å avslutte striden mellom unitarister og dualister. ^[Åttende]
• Piezoelektrisitet ble oppdaget av RJ Hauy i 1782, men denne effekten fikk ikke mye oppmerksomhet før i 1880 da brødrene Jacques og Pierre Curie presenterte den for publikum som sin egen oppdagelse. ^[2]
• I 1785 oppdaget Charles Augustin de Coulomb Coulombs lov . I 1889 ble den avledede SI -enheten for den elektriske ladningen oppkalt etter ham.

• I 1792 gjennomførte Luigi Galvani sitt legendariske froskebeinseksperiment der en elektrokjemisk galvanisk celle fungerte som en spenningskilde .
• I 1795 rapporterte Francesc Salvà i Campillo ved akademiet i Barcelona om hans første forsøk på elektrisk telegrafi og om hypotesen om en mulig elektrisk- trådløs telegrafi .

1800 -tallet

• Inspirert av Galvanis eksperimenter bygde Alessandro Volta den såkalte voltaiske søylen rundt 1800, det første fungerende batteriet som en kontinuerlig spenningskilde var tilgjengelig for elektroteknisk forskning for første gang. I 1893 ble den avledede Si -enheten for elektrisk spenning oppkalt etter ham.
• 2. mai 1800 lyktes William Nicholson og Anthony Carlisle for første gang med å lede en elektrisk strøm gjennom vann med lik spenning og dermed bryte den ned i de grunnleggende kjemiske komponentene, hydrogen og oksygen . Begge er oppdagere av elektrolyse . ^[9]
• I 1802 behandlet Humphry Davy elektrisk belysning . Han ledet strøm gjennom platina -tråder og fikk dem til å lyse.
• I 1804 bygde Francesc Salvà i Campillo i Spania en elektrolytttelegraf med 26 linjer , i enden av hvilke det er glassrør der væsker brytes ned i tilfelle elektrisk støt.

• I 1809 utviklet Davy verdens første lysbue . Den første lampen som kunne avgi veldig sterkt lys over lange perioder.
• I 1809 bygde Samuel Thomas von Soemmerring i Tyskland en lignende elektrolytttelegraf som Campillo. I dag vises originalen på Deutsches Museum i München , en modell er i Museum for kommunikasjon i Frankfurt . Kilder beskriver linjelengder opptil 3,5 km. ^{[10] [11] [12]}
• I 1816 demonstrerte Sir Francis Ronalds i London en telegraf med synkronisering av alfanumeriske urverk i begge ender. Linjelengden var 13 km. ^[13] Han antok at overføringen av elektriske signaler har en begrenset hastighet . En logisk tanke, siden lyshastigheten og lyden på den tiden allerede var bevist.

• I 1820 gjorde Hans Christian Ørsted forsøk på å avlede en magnetisk nål med en elektrisk strøm og oppdaget dermed den magnetiske effekten av den elektriske strømmen. I 1933 ble CGS -enheten for magnetfeltstyrke oppkalt etter ham. André-Marie Ampère fortsatte disse forsøkene og demonstrerte i 1820 at to ledere som bærer strøm utøver en kraft på hverandre. Ampère forklarte begrepet elektrisk spenning og elektrisk strøm og bestemte strømretning. I 1893 ble Si -baseenheten for den elektriske strømstyrken og samtidig den avledede SI -enheten til den magnetiske strømmen oppkalt etter ham.
• I 1820 observerte DF Arago at jern ved virkningen av elektr. Elektrisitet tar på seg magnetiske egenskaper. ^[2]
• I 1822 bygde Peter Barlow Barlow -hjulet ^[14] , en homopolar motor , det vil si en enhet (uten kommutator) permanent satt i roterende bevegelse med likestrøm. Imidlertid tilskrives Michael Faraday det første apparatet, eksperimentene og beskrivelsene av en slik maskin (en ledning som roterer permanent i flytende bly) med "Beskrivelse av et elektromagnetisk apparat for utstilling av roterende bevegelse" allerede i 1821, som er således generelt ansett for å være oppfinneren i noen kretser av likestrømsmotoren gjelder. I 1881 ble den avledede SI -enheten for elektrisk kapasitet oppkalt etter ham av den internasjonale strømkongressen.
• I 1825 var William Sturgeon den første som oppfant og publiserte den elektriske komponenten elektromagnet , dvs. en spole med terminaler og en jernkjerne for å styrke feltet. ^[14]

• I 1826 var Georg Simon Ohm i stand til å bevise at i en metallisk leder som en strøm strømmer gjennom, tilsvarer den elektriske strømmen I kvoten for den påførte elektriske spenningen U og den respektive elektriske motstanden R. Til ære for Ohm kalles dette fysiske forholdet Ohms lov . I 1881 ble den avledede Si -enheten for elektrisk motstand oppkalt etter ham.
• I 1828 bygde Ányos István Jedlik en ny versjon av likestrømsmotoren . Imidlertid rapporterte Jedlik bare offentlig om maskinen sin flere tiår senere, og sanntid for oppfinnelsen er derfor ikke sikker. ^[14]

• 1831 entdeckten, erforschten und veröffentlichten Joseph Henry und Michael Faraday unabhängig voneinander die elektromagnetische Induktion , dh die Erzeugung eines elektrischen Stromes aufgrund eines veränderlichen Magnetfeldes (Umkehrung der Entdeckung Oersteds). ^[14] Nach Henry wurde die abgeleitete SI-Einheit für die Induktivität benannt.
• 1832 baute Paul Schilling von Cannstatt mit drehenden Magnetnadeln den weltweit ersten elektromagnetischen Telegraphen. ^{[15] [16] [17]}
• 1832 erfand Antoine-Hippolyte Pixii den Wechselstromgenerator , eine Maschine die wenn man sie an einem Hebel dreht eine Wechselspannung an die Klemmen gibt. ^[14]
• 1833 veröffentlichte Emil Lenz die Lenzsche Regel , welche in der heutigen Zeit ua in der Elektrizitätslehre einen hohen Stellenwert hat. ^[18]
• 1833 erfand Carl Friedrich Gauß und Wilhelm Eduard Weber zusammen das Relais , zum Bau eines verbesserten elektromagnetischen beispielsweise elektromechanischen Telegrafen. Eine Telegraphie die nun nicht mehr aus einer fern ausgelösten elektrochemischen Zersetzung einer Flüssigkeit bestand, sondern einer fern ausgelösten elektromagnetisch mechanischen Bewegung (Öffnen/Schließen) eines Relais. 1900 wurde die CGS-Einheit für die magnetische Flussdichte nach Gauß benannt. Die abgeleitete SI-Einheit für den magnetischen Fluss wurde nach Weber benannt.

• 1833 entdeckte Michael Faraday dass bestimmte Materialien sich elektrisch anders verhalten als die typischen metallischen Leiter. z. B. bemerkte er, dass der Widerstand von Silbersulfid mit der Temperatur abnimmt, was umgekehrt als die bei Metallen beobachtete Abhängigkeit war. Er gilt somit in vielen Kreisen als der Entdecker der Halbleiter und Begründer der Halbleitertechnik . ^[19]
• Im Mai 1834 entwickelte Moritz Jacobi den ersten rotierenden Elektromotor mit Gleichstrom, der tatsächlich eine bemerkenswerte und brauchbare mechanische Leistung abgab. ^[14] Er war somit in der Lage das weltweit erste Elektroboot (Das Jacobi-Boot ) zu bauen, welches er 1838 mit einer Fahrt auf der Newa in Sankt Petersburg demonstrierte (Mit 0,3 kW 7,5 km 2,5 km/h ). 1839 konnte er die mechanische Leistung seines Motors auf 1 kW erhöhten und erreichte mit dem Boot dann Geschwindigkeiten von bis zu 4 km/h. ^[20]
• 1834 ermittelte Charles Wheatstone experimentell in England noch relativ ungenau die Stromgeschwindigkeit zu 400 000 km/s, und verifizierte somit die Hypothese von Sir Francis Ronalds, dass die Stromgeschwindigkeit endlich ist. ^[2]
• Am 25. Juli 1835 präsentierte James Bowman Lindsay in Dundee eine elektrische Glühbirne , dh die weltweit erste elektrische Lichtquelle mit einem Glaskolben.
• 1835 beschrieb Emil Lenz in einer Formel die Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstands bei Metallen. ^[18]
• 1836 entwickelte Nicholas Callan den ersten Funkeninduktor (engl. induction coil ). ^{[21] [22]}
• 1837 erhielt Thomas Davenport das weltweit erste Patent auf einen Gleichstrom- Elektromotor . ^[23] Das Patent hatte er bereits 1835 einreicht und baute im gleichen Jahr, mit dem von ihm entwickelten Elektromotor, ein Mini-Modell eines elektrisch angetriebenen Schienenfahrzeugs auf einem Schienenkreis von vier Fuß Durchmesser. Dies war somit das weltweit erste elektrisch angetriebene Schienenfahrzeug . ^[24]

• 1840 baute Samuel FB Morse und seine Mitarbeiter einen deutlich verbesserten elektrischen Telegraph mit seinem erfundenen Morsecode , dies revolutionierte die telegrafische Übermittlung.
• 1845 formulierte Gustav Robert Kirchhoff die Kirchhoffsche Regeln , grundlegende Gesetze der Elektrotechnik.
• 1847 veröffentlichte Louis Clément François Breguet die Idee der Schmelzsicherung um Geräte und Leitungen vor einschlagenden Blitzen zu schützen. Patentiert (US438305A Fuse Block ) wurde sie allerdings erst am 14. Oktober 1890 von Thomas Edison der ebenso ihre Wichtigkeit als Schutzelement für zukünftige Stromnetze vor Blitzen oder zu hohen Strömen erkannte.
• 1854 erfand Wilhelm Josef Sinsteden den Bleiakkumulator .
• 1857 erfand Heinrich Geißler die Leuchtstofflampe .
• 1858 entstand die erste transatlantische Telegrafenverbindung. Verlegt wurde ein über 4500 Kilometer langes Seekabel zwischen Irland und Neufundland .
• 1858 entdeckt Julius Plücker die Kathodenstrahlen . ^[25]
• 1859 meldete George B. Simpson das Patent (US25532A electrical heating apparatus ) und erfand somit den Elektroherd . In die Platte eines Kohleherdes integrierte er einen Draht und die Spannungsquelle war damals noch eine Batterie.
• 1860 erfanden Antonio Meucci und Philipp Reis das elektrische Telefon . Philipp Reis erfand 1860 am Institut Garnier in Friedrichsdorf das Telefon und damit die elektrische Sprachübermittlung. Allerdings wurde seiner Erfindung keine große Beachtung geschenkt, so dass erst 1876 Alexander Graham Bell in den USA das erste wirtschaftlich verwendbare Telefon konstruierte und auch erfolgreich vermarktete.
• 1861 erfand Ányos István Jedlik den Gleichstromgenerator , assoziiert mit Begriff Dynamo. Falls dies stimmt wären das 5 Jahre vor Werner von Siemens der in vielen Kreisen als Erfinder des Dynamo angesehen wird. Es soll Aufzeichnungen geben, die sogar besagen, dass Søren Hjorth bereits im Jahr 1854 das erste Patent auf eine selbsterregte Dynamomaschine erhielt.

• Michael Faraday leistete einen großen Beitrag auf dem Gebiet der elektrischen und magnetischen Felder, von ihm stammt auch der Begriff der „ Feldlinie “. Die Erkenntnisse Faradays waren die Grundlage für James Clerk Maxwells Arbeiten. Er vervollständigte die Theorie des Elektromagnetismus zur Elektrodynamik und deren mathematische Formulierung. Die Quintessenz seiner Arbeit, die 1864 eingereichten und 1865 veröffentlichten Maxwell-Gleichungen , ^[26] sind eine der grundlegenden Theorien in der Elektrotechnik. 1935 wurde die CGS-Einheit für den magnetischen Fluss wurde nach ihm benannt.

• Zu den Wegbereitern der „ Starkstromtechnik “ gehörte Werner Siemens (ab 1888 von Siemens), der 1866 mittels des dynamoelektrischen Prinzips die ersten leistungsstarken elektrische Gleichstromgeneratoren für industrielle Zwecke entwickelte und industriell herstellen ließ. Elektrische Energie war somit erstmals in nennenswert nutzbarer Menge verfügbar. Nach ihm wurde die abgeleitete SI-Einheit für den elektrischen Leitwert benannt.
• 1868 entdeckte Johann Wilhelm Hittorf die magnetische Ablenkung der Kathodenstrahlen .
• 1871 zeigte Zénobe Gramme eine neuartige Version der Gleichstrommaschine , die Gramme-Maschine bzw. Grammescher Ring. 1873 fand dann Hippolyte Fontaine heraus, dass ohne Modifikation die Gramme-Maschine, ein Gleichstrommotor, auch als Gleichstromgenerator genutzt werden kann. Somit entdeckte er die Energie- Reversibilität elektromagnetischer Maschinen.
• 1873 entdeckte Frederick Guthrie , dass ein positiv geladenes Elektroskop entladen wird, wenn man ein geerdetes, glühendes Metallstück in die Nähe brachte. Bei negativ geladenem Elektroskop passiert nichts, woraus er folgte, dass der elektrische Strom in diesem Metallstück nur in eine Richtung fließen konnte. 1874 entdeckte Karl Ferdinand Braun an der Universität die richtungsabhängige elektrische Leitung in bestimmten Kristallen. Somit entdeckten beide den Gleichrichteffekt von Halbleitern und erfanden die Halbleiterdiode , ein Bauteil das zu den wichtigsten Halbleiterbauteilen der Elektronik gehört. ^[27]
• 1876 entwickelte Pawel Nikolajewitsch Jablotschkow eine verbesserte Form der Kohlebogenlampe , die Jablotschkowsche Kerze , und verwendete für deren Betrieb Induktionsspulen , einige Quellen sehen darin dass dies prinzipiell den weltweit ersten praktischen Transformator darstellt. ^{[21] [28]}
• Zwischen 1877 und 1888 wurden die ersten Klinkenstecker (engl. phone jack, audio jack ) entwickelt (Patente: US293198A telephone switch , US305021A multiple switch board , US385528A spring jack switch ) ^[29] , welche auch heute noch (ua der 3,5-mm-Klinkenstecker für Kopfhörer ) verwendet werden.

• 1879 erfand Thomas Alva Edison mit der Kohlefadenglühlampe eine deutlich verbesserte Version bisheriger Glühlampen, und brachte somit das elektrische Licht zu den Menschen. In der Folge hielt Elektrizität Einzug in immer größere Bereiche des Lebens. Zur gleichen Zeit wirkten Nikola Tesla und Michail von Dolivo-Dobrowolsky , die Pioniere des Wechselstroms waren und ein Jahrzehnt später durch ihre bahnbrechenden Erfindungen die Grundlagen der heutigen Energieversorgungssysteme schufen.
• 1879 entdeckte William Crookes dass Kathodenstrahlen aus Teilchen bestehen.
• 1879 wurde von Siemens & Halske die erste öffentliche elektrische Bahn der Welt in Betrieb genommen. 3 PS , 150 VDC, 6.5 km/Std auf der Berliner Gewerbeausstellung . ^[30]
• 1879 prägte Siemens das Wort Elektrotechnik , als er Heinrich von Stephan die Gründung eines Elektrotechnischen Vereins vorschlug. Als dessen erster Präsident setzte er sich für die Errichtung von Lehrstühlen der Elektrotechnik an technischen Hochschulen in ganz Deutschland ein.
• 1880 ging der weltweit erste elektrische Personenaufzug in Betrieb. ^[31]
• Am 12. Mai 1881 wurde von Siemens & Halske die erste öffentliche elektrische Straßenbahn der Welt in Betrieb genommen. 2,5 km, 30 km/h in Berlin-Lichterfelde . ^{[32] [30]} Bereits 13 Jahre später um 1894 waren in Europa 300 km und in den USA 12.000 km elektrische Bahnstrecken in Betrieb. ^[10]
• Im August 1881 fand in Paris die erste Internationale Elektrizitätsausstellung und erster internationaler Elektrizitätskongress statt.

• Im Dezember 1881 patentierte Edison den Lampensockel bzw. Edisonsockel (US251554A Electric lamp socket or holder ).
• Im September 1882 begann Edison in Manhattan erste Kraftwerke zu errichten, die den Strom für seine Gleichspannungsnetze in der Stadt lieferten. ^[33] Um die Städte zu elektrifizieren und zu beleuchten musste alle 800 m ein Kraftwerk errichtet werden, da Gleichstrom über weite Strecken zu transportieren und zu verteilen sehr unwirtschaftlich ist. So war bereits klar, dass die Elektrifizierung auf dem Land sehr unwirtschaftlich sein wird.
• Im Juli 1882 reichte Henry W. Seely das weltweit erste Patent eines elektrischen Bügeleisens ein (US259054A Electric flat iron ). ^[34]
• 1882 erfanden Lucien Gaulard und John Dixon Gibbs einen Transformator , den sie am Anfang noch „Sekundär-Generator“ nannten, und entwickelten damit die weltweit erste Wechselstromübertragung. Mit ihrer Erfindung waren sie 1883 in der Lage einen Wechselstrom mit 2000 Volt über eine Versuchsstrecke von 40 km mit geringen Verlusten und kleinen Kupferleiterleiterquerschnitte zu übertragen, und 1884 eine Versuchsstrecke zwischen Turin und Lanzo von 80 km zu ermöglichen. Dies zeigte, dass der Wechselstrom , zu dieser Zeit, wirtschaftlicher transportiert und verteilt werden kann als der von Edison für das Stromnetz favorisierte Gleichstrom . Lampen für den Wechselstrom gab es bereits. Allerdings gab es noch keine brauchbaren Wechselstrommotoren.
• Am 1. Februar 1883 führte Edison für seine Stromnetze den weltweit ersten Stromzähler ein. Dieser als Edisonzähler bezeichnete Stromzähler konnte nur Gleichströme erfassen.

• 1883 begründete Erasmus Kittler an der TH Darmstadt (heute TU Darmstadt) den weltweit ersten Studiengang für Elektrotechnik. Der Studiengang dauerte vier Jahre und schloss mit einer Prüfung zum „ Elektrotechnikingenieur “ ab. 1885 und 1886 folgten das University College London (GB) und die University of Missouri (USA), die weitere eigenständige Lehrstühle für Elektrotechnik einrichteten. Die so ausgebildeten Ingenieure waren erforderlich, um eine großflächige Elektrifizierung zu ermöglichen.
• 1884 patentierte Paul Nipkow die Nipkow-Scheibe , welche er als „ Elektrisches Teleskops “ bezeichnete. Dies schuf die Grundlage für das (elektromechanische) Fernsehen .

• Am 20. März 1886 demonstrierte William Stanley in Great Barrington Massachusetts die erste US amerikanische Wechselspannungsübertragung und Verteilung mittels Generatoren, Transformatoren und einer Hochspannungsleitung über eine Kurzstrecke von mehreren hundert Metern. Er setzte einen weiterentwickelten Transformator ein (US349611A Induction coil) . Dies war der erste für kommerzielle Zwecke produzierte Transformator. ^[28] Im Sommer 1886 testete der Industrielle George Westinghouse in Pittsburgh das gleiche System mit einer Versuchsstrecke von 3 Meilen. Ab diesem Zeitpunkt begann Edisons Propaganda gegen das Wechselstromsystem, dies sollte in den USA als sogenannter Stromkrieg ( AC ( alternating current ) gegen DC ( direct current )) und weltweit als erster Formatkrieg in die Geschichte eingehen.

• Am 13. November 1886 gelang Heinrich Hertz der experimentelle Nachweis der Maxwell-Gleichungen. ^[35] Die Berliner Akademie der Wissenschaften unterrichtete er am 13. Dezember 1888 in seinem Forschungsbericht „Über Strahlen elektrischer Kraft“ über die elektromagnetischen Wellen . Durch den Nachweis der Existenz elektromagnetischer Wellen wurde er zum Begründer der drahtlosen Nachrichtentechnik. 1930 wurde die abgeleitete SI-Einheit der Frequenz nach ihm benannt.

• Am 12. Oktober 1887 meldete Nikola Tesla einen zweiphasigen Synchron - Wechselstrommotor zum Patent (US381968A Electro-magnetic motor ) an. Nach seinen Angaben hatte er das Prinzip bereits 1882 erfunden. Dies war der erste brauchbare Motor für Wechselstrom. Durch diese Erfindung entstand die Bekanntschaft mit Westinghouse der ebenso bereits die großen Vorteile des Wechselstroms erkannte und bereit war alle Patente von Tesla zu kaufen. 1970 wurde die abgeleitete SI-Einheit für die magnetische Flussdichte nach ihm benannt.
• Am 11. März 1888 veröffentlicht Galileo Ferraris an der Universität seine Forschungsergebnisse zu seinen erfundenen zwei- und mehrphasigen Asynchron-Wechselstrommotoren (Induktionsmotoren). Drehfeldmaschinen wie diese haben den Vorteil, dass sie ohne Schleifringe und Kommutator auskommen. Allerdings schlussfolgerte er in seiner Arbeit fälschlicherweise anhand eines Denkfehlers , dass diese Motoren energieineffizient seien, so dass er die Forschung auf diesem Gebiet einstellte.
• Am 1. Mai 1888 meldete Tesla den Induktionsmotor (Zweiphasen-Asynchronmotor) zum Patent (US382279A Electro Magnetic Motor ) an. Somit gelten Ferraris und Tesla in vielen Kreisen als die Erfinder des Induktionsmotors (Mehrphasigen-Asynchronmaschine). 1893 wurde bei der Weltausstellung World's Columbian Exposition das Tesla-Kolumbus-Ei ( Tesla's Egg of Columbus ) vorgeführt welches das Prinzip des Induktionsmotor veranschaulichen sollte. Nach Tesla's Aussagen hatte er es bereits 1887 einem New Yorker Investor vorgeführt um Gelder für seine Wechselstromtechnik zu erhalten.

• Inspiriert von den Forschungsergebnissen von Ferraris erfand Michail von Dolivo-Dobrowolsky 1888 die Drehstrom-Asynchronmaschine (Dreiphasen-Asynchronmotor) und Drehstrom-Synchronmaschine , und experimentierte als Erster mit Stern-Dreieck-Anlaufschaltungen und Drehstrom-Schleifringläufermotoren . Er entwickelte daraufhin auch Generatoren mit Dreiphasenwechselstrom , das Wechselstromsystem das sich bis heute in den elektrischen Energieverteilungs- und Transportnetzen als Standard durchgesetzt hat. In den USA hielt George Westinghouse allerdings noch einige Jahre an dem von Nikola Tesla erfundenen Zweiphasenwechselstrom -Vierleitersystem fest.
• Im August 1889 erhielt Michail von Dolivo-Dobrowolsky das Patent für einen dreischenkeligen Drehstromtransformator . Damit begann der Siegeszug des dreiphasigen Wechselstroms. ^[36]
• 1889 leiteten Oliver Heaviside und 1895 Hendrik Antoon Lorentz die korrekte mathematische Formulierung der Lorentzkraft ab.
• 1890 hatte Alexandre-Ferdinand Godefroy den Vorläufer eines Haartrockners erfunden und nutzte ihn in Paris in seinem Haarsalon.
• 1890 J. Joubert führte in Frankreich den Begriff „ Impedanz “ in die Elektrotechnik (Wechselstromtechnik) ein. ^[2]
• 1891 leiteten und bauten der Ingenieur Oskar von Miller und Michail von Dolivo-Dobrowolsky die Drehstromübertragung Lauffen–Frankfurt , die erste Übertragung elektrischer Energie mit hochgespanntem Drehstrom (175 km mit 25 kV). ^[36]
• 1891 führte Silvanus Phillips Thomson den Begriff Wirkfaktor „cosφ“ in die Elektrotechnik (Wechselstromtechnik) ein. ^[2]
• Januar 1893, die Gründung des Verband Deutscher Elektrotechniker (VDE) heute Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (VDE).

• 1893 legte der Elektroingenieur Charles Proteus Steinmetz mit seiner Dissertation die Grundlagen der komplexen Wechselstromrechnung . Im gleichen Jahr veröffentlichte Oliver Heaviside sein Buch Electromagnetic theory in der er die Operatorenrechnung nach Heaviside beschreibt. Beide waren somit die ersten die eine Operatorenrechnung für die Wechselstromtechnik anwendeten und entwickelten.
• 1894 führte CP Steinmetz den Begriff Blindwiderstand „Reaktanz“ und G. Kapp in England den Begriff „ Leistungsfaktor “ in die Elektrotechnik (Wechselstromtechnik) ein. ^[2]
• Ende 1896 wird die erste US-amerikanische elektrische Energieübertragung mittels Hochspannungsfernleitung eingeweiht. Gebaut von Tesla und Westinghouse führt sie von den Niagarafällen zur Stadt Buffalo im Staate New York über eine Distanz von 22 Meilen (35 km mit 11 kV). Diese Leitung ein dreiphasiges Drehstromsystem, allerdings mit drei einphasigen Transformatoren, da der dreischenkelige Drehstromtransformator von Dobrowolsky patentiert ist. ^[36] Ziel war es die Wasserkraft der Niagarafälle in die Großstädte zu bekommen. Dieser Erfolg beendete den Stromkrieg zugunsten des Wechselstroms.

• 1896 führte Alexander Popow eine drahtlose Signalübertragung über eine Entfernung von 250 m durch. Im Gegensatz zu Marconi verabsäumte Popow aber die Patentierung seiner Erfindung. Das Verdienst der ersten praktischen Nutzung der Funken-Telegrafie stand somit Guglielmo Marconi zu. Nachdem er im Juni 1896 seinen Funken-Telegrafen in Großbritannien zum Patent angemeldet hatte, übertrug Marconi im Mai 1897 ein Morsezeichen über eine Distanz von 5,3 Kilometer. ^[37] Am 12. Dezember 1901 feiert Marconi seinen großen Triumph: Zum ersten Mal in der Geschichte schickt ein Mensch eine Radiobotschaft quer über den Atlantik . Er sendet per Morsecode den Buchstaben „S“. 1909 erhalten Marconi und Ferdinand Braun für diese Leistung den Nobelpreis. Tesla soll jedoch bereits 1893 solche Funksysteme vorgeführt und in den darauffolgenden Jahren auch mehrere Patente eingereicht haben. Tesla widmete allerdings seine Zeit der Realisierung drahtloser Übertragung von Energie anstatt der Übertragung von Nachrichten. 1943 wurde vom obersten Gerichtshof von Amerika Nikola Tesla als alleinigen Erfinder des Radios anerkannt, denn Marconi verletzte bei seinen Radiofunksystemen 17 von Tesla's Patenten. ^{[38] [39]}
• Das Elektron wurde 1897 von Joseph John Thomson als Elementarteilchen erstmals nachgewiesen (er nannte es erst corpuscule ). Er gab dann der Elementarladung später den Namen Elektron . 1906 erhielt er dafür den Nobelpreis für Physik .
• 1897 entwickelte Karl Ferdinand Braun die erste Kathodenstrahlröhre . Verbesserte Varianten kamen zunächst in Oszilloskopen und Jahrzehnte später als Bildröhren in vollelektronischen Fernsehgeräten und Computermonitoren zum Einsatz.

20. Jahrhundert

• 1903 erfindet und patentiert die Firma Schuckert den Fehlerstromschutzschalter (auch RCD) unter der Bezeichnung Summenstromschaltung zur Erdschlusserfassung (DRP Patent Nr. 160.069 ^[40] ). Ein technischer Apparat der in der heutigen Zeit bei allen modernen Sicherungskästen und in Stromnetzen zur Anwendung kommt.
• Christian Hülsmeyer gilt als Erfinder des Radars . Im Jahr 1904 erhielt er ein Patent (Reichspatent Nr. 1655461) für ein Gerät, welches er „Telemobiloskop“ nannte. ^{[41] [42]}
• 1905 erfand der Elektroingenieur John Ambrose Fleming die erste Radioröhre , die Diode . 1906/1907 entwickelten Robert von Lieben und Lee De Forest mit der Audionschaltung unabhängig voneinander eine weiterentwickelte Verstärkerröhre, Triode genannt, die der Funktechnik einen wesentlichen Impuls gab. ^[10]

• Am 8. Juni 1906 bewiesen der Elektroingenieur Max Dieckmann und sein Mitarbeiter Gustav Glage mit einem „ Zweischlittenapparat“ – gegen den Willen Brauns, der solche Anwendungen für unwissenschaftliche Spielerei hielt. Dies bewies die Eignung der Kathodenstrahlröhre als Bildschreiber (für die Übertragung von Schriftzeichen). Im gleichen Jahr nutzte er eine braunsche Röhre zur Wiedergabe von 20-zeiligen schemenhaften Schattenbildern im Format 3 × 3 cm. Dies war vermutlich das weltweit erste voll-elektrische Fernsehmonitor .
• 26. Juni 1906 Gründung der I nternational E lectrotechnical C ommission (IEC) , eine internationale Normungsorganisation für Normen im Bereich der Elektrotechnik und Elektronik .
• Im Dezember 1906 gelang es dem Elektriker Reginald Fessenden mit einem Maschinensender , ebenso wie 1904 (veröffentlicht 1906) Valdemar Poulsen mit seinem Lichtbogensender , die weltweit erste drahtlose Übertragung von einfachen Tönen.
• 1907 kam die erste elektrisch angetriebene kommerzielle Waschmaschine auf den Markt, von der “1900” Washer Company aus Binghamton ( New York ) und der Hurley Machine Co. aus Chicago .
• 1907 wurde die elektrische Ladung durch Robert Millikan bestimmt. Die Elektronenladung, als kleinstes frei auftretendes Ladungsquantum auch Elementarladung genannt, beträgt 1,602·10 ⁻¹⁹ C ( Coulomb ). Millikan erhielt für diese Entdeckung 1923 den Nobelpreis für Physik.
• 1907 entdeckte Henry Joseph Round den Round-Effekt , auch Elektrolumineszenz genannt, den er im selben Jahr in der Fachzeitschrift Electrical World veröffentlichte, der Effekt, dass anorganische Stoffe beim Anlegen einer elektrischen Gleichspannung Licht aussenden, eine Entdeckung die dann 1927 Oleg Wladimirowitsch Lossew zur Entwicklung einer praktischen Anwendung antrieb, der Leuchtdiode (LED). Die ersten LED konnten jedoch nur Infrarotstrahlung abgeben und leuchteten somit nicht im sichtbaren elektromagnetischen Spektrum .
• 1911 führen Johann Koenigsberger und sein Student Josef Weiss den Begriff „ Halbleiter “ und „ Halbleitertechnik “ in der Elektrophysik und Elektrotechnik ein. ^[2]
• 1911 entwickelte Elmer Sperry den weltweit ersten praktischen PID-Regler, 1922 leitete dann der Elektroingenieur Nicolas Minorsky die korrekte mathematische Formulierung des PID-Reglers her. ^[43] Dies war ein bedeutender Fortschritt für die Regelungstechnik .
• 1912 Henry Ford , Automobilhersteller , rüstet als weltweit Erster seine Automobile mit elektrischen Anlassern aus. ^[44]
• 1913 patentiert der Ingenieur Alexander Meißner die Meißner-Schaltung . Bis 1913 konnten Sender nur ein- und ausgeschaltet werden, was man bestenfalls als sehr rudimentäre Modulation bezeichnen kann. Eine Modulation mit vielfältigsten Signalen, deren feine Nuancen auch übertragen werden müssen (z. B. Sprachtöne und Musik) , setzt eine Oszillatorschaltung voraus, die zunächst ein konstantes Signal erzeugt – das wurde erst nach der Erfindung der Meißner-Schaltung möglich. Das war der Beginn des Rundfunks .
• 1914 wurde die weltweit erste elektrisch betriebene Verkehrsampel errichtet, in Cleveland (US-Bundesstaat Ohio ). ^[45]
• 1924 erfand Hugo Stotz den Sicherungsautomat (auch Leitungsschutzschalter) , der in der heutigen Zeit bei allen modernen Sicherungs- und Verteilerkästen zur Anwendung kommt.
• 1925 baute der Elektroingenieur John Logie Baird mit einfachsten Mitteln den ersten (mechanischen) Fernseher auf Grundlage der Nipkow-Scheibe . ^[46]

• 1925 experimentierte der Elektroingenieur Kenjiro Takayanagi mit Bairds Art der Bildzerlegung, benutzte aber zur Wiedergabe der Bilder eine Elektronenstrahlröhre . 1926 gelang es ihm die weltweit erste vollelektronische Übertragung von Bildern mit Elektronenstrahlröhren auf Sender- und Empfangsseite, dh das weltweit erste voll-elektrische Fernsehen, dies vor Philo Farnsworth der ein ähnliches System erst einige Monate später vorführte. Takayanagi bildete das zuvor aufgenommene Katakana-Schriftzeichenイauf einer braunschen Röhre ab. ^[46]
• 1926 entwickelte der Physiker Hans Busch die theoretische Basis für die Entwicklung des Elektronenmikroskops .
• Im Oktober 1926 reicht Julius E. Lilienfeld ein gültiges Patent ein (US1745175A Method and apparatus for controlling electric currents ^[47] ) seines erfundenen Feldeffekttransistor , diese konnten aber erst ab 1960 gefertigt werden, als mit dem Silizium / Siliziumdioxid ein Materialsystem zur Verfügung stand. Die verschiedenen Varianten der Feldeffekttransistoren zählen heute zu den wichtigsten Halbleiterbauelementen der modernen Elektronik, Mikroelektronik, Nanoelektronik und Leistungselektronik. Die Feldeffekttransistoren ermöglichen heute ua effiziente Umrichter , Stromrichter und Schaltnetzteile , und hohe Integrationsdichten moderner Chips.
• 1927 begann die Entwicklung des FM-Radios im Bereich des Hörfunks , welcher sich für die Ultrakurzwelle bzw. den UKW-Rundfunk in Europa durchsetzen konnte. Bis 1933 reichte der Elektroingenieur Edwin Howard Armstrong vier Patente ein, die sich mit der Technik der Frequenzmodulation beschäftigten. Weltweit erste kommerzielle FM-Radiostationen entstanden in den USA Ende der 40er Jahre.
• 1928 folgte durch Baird der erste Farbfernseher und im selben Jahr gelang ihm die erste transatlantische Fernsehübertragung (Fernsehtechnik mit mechanischer Bildzerlegung ) von London nach New York.
• Am 24. Dezember 1929 patentierte der Siemens-Oberingenieur Wilhelm Klement die weltweit erste Schutzkontaktsteckdose (Patent DRP 567906). Ein dritter Pol , der Schutzkontakt , soll Fehlerströme ableiten. Heute ist es Standard in fast 40 Ländern der Erde. ^[48]
• 1931 bauten die Elektroingenieure Ernst Ruska und Max Knoll das weltweit erste Elektronenmikroskop. Für diese Arbeit erhielt Ruska 1986 den Physik- Nobelpreis .

• 1941 stellte der Ingenieur Konrad Zuse den weltweit ersten funktionsfähigen Computer , den Z3 , fertig, es war der erste elektromechanische Computer. Im Jahr 1946 folgt der ENIAC ( Electronic Numerical Integrator and Computer ) von John Presper Eckert und John Mauchly , der erste vollelektronische und frei programmierbare Computer. Die erste Phase des Computerzeitalters begann. Die seitdem zur Verfügung stehende Rechenleistung ermöglicht es Ingenieuren und der Gesellschaft, völlig neue Technologien und Anwendungen zu entwickeln und Leistungen zu vollbringen, wie beispielsweise 1969 die Mondlandung im Rahmen des Apollo-Programms der NASA .
• 1945 findet der Ingenieur Percy Spencer durch Zufall heraus, dass man mit Mikrowellen Speisen erwärmen kann, und baut 1946 den weltweit ersten Mikrowellenherd .

• Die Erfindung des Bipolartransistors 1947 in den Bell Laboratories (USA) durch William B. Shockley , Elektroingenieur John Bardeen und Walter Brattain erschloss der Elektrotechnik und der gesamten Halbleitertechnologie sehr weite Anwendungsgebiete, da nun viele Geräte sehr kompakt gebaut werden konnten.
• 1947 Elektrische Defibrillation an Menschen durch Sweet und Claude Beck . ^{[49] [50]}
• 1951 Weltweit erste Massenproduktion von Transistoren bei der Allentown Works . ^[51]
• 1953 einigten sich die Mitglieder vom National Television System Committee (NTSC) einstimmig über die weltweit erste internationale Normung bzw. Standardisierung für das Übertragen, Empfangen und Bearbeiten elektrisch analoger Farbfernsehsignale . Allerdings konnte sich der Standard in vielen Industriestaaten nicht durchsetzen, so dass, je nach Weltregion, verschiedenste Standards sich durchgesetzt haben, wie z. B. PAL und SECAM .
• 1954 entstand in Schweden , Gotland , die weltweit erste kommerzielle HGÜ -Verbindung. ^{[52] [16]}
• Am 4. September 1956 stellte IBM das weltweit erste kommerzielle elektromagnetische Festplattenlaufwerk vor, die IBM 350 . Lochkarten waren als Datenspeicher bis dahin noch Stand der Technik.
• Am 25. September 1956 entstand mit TAT-1 (dt. Transatlantisches Telefonkabel Nr. 1) das erste transatlantische Telefonnetz . ^[16]
• 1957 präsentierte General Electric (GE) den Thyristor ( silicon controlled rectifier ) und als zweite Variante den Triac , wichtige Bauteile der Leistungselektronik. ^[16]
• Ein wesentlicher Schritt nach der Erfindung des Bipolartransistors war die Entwicklung der Mikroelektronik in 1957. Jack Kilby realisierte und patentierte erstmals eine elektrische Schaltung aus einem Transistor und mehren Widerständen und Kondensatoren auf einem Germanium -Kristall, einem (hybriden) integrierten Schaltkreis (IC). Sein Ansatz hatte noch einige Schwächen, dennoch machte dieser Schritt weg von aus diskreten Bauelementen zusammengesetzten hinzu integrierten Schaltkreisen die heutigen Prozessorchips und damit die Entwicklung moderner Computer erst möglich. Im Jahre 2000 erhielt Kilby dafür den Nobelpreis für Physik . Es gibt allerdings Quellen die beschreiben, dass der vom Siemens-Physiker Werner Jacobi am 15. April 1949 zum Patent (Patent Nummer 833.366, gewährt 1952) angemeldete Halbleiterverstärker (als theoretisches Konzept) bereits einen integrierten Schaltkreis darstellt. Jacobi beschrieb, dass in einem Träger (jedoch ohne ein praktisches Beispiel zu nennen) 5 Transistoren und elektrische Verbindungen eingesetzt werden und so ein integrierter Schaltkreis geschaffen wird. ^[53]
• 1958 erfanden und bauten George Devol und der Elektroingenieur Joseph Engelberger den weltweit ersten Industrieroboter . Ein solcher Roboter wurde 1960 bei General Motors erstmals in der industriellen Produktion eingesetzt. Industrieroboter sind heute in verschiedensten Industrien, wie z. B. der Automobilindustrie , ein wichtiger Baustein der Automatisierungstechnik und Robotik .
• 1958 wurde das analoge handvermittelte A-Netz von der Deutschen Bundespost unter der Bezeichnung Öffentlicher beweglicher Landfunkdienst (ÖbL) eingeführt. Das A-Netz war das erste Mobilfunksystem für Telefonie in der Bundesrepublik Deutschland und geriet bereits 1971 an seine technischen Grenzen. Der Nachfolger wurde 1972 das B-Netz .

• Im Juli 1959 meldete Robert Noyce den weltweit ersten echt monolithischen , dh aus bzw. in einem einzigen einkristallinen Substrat gefertigten, integrierten Schaltkreis zum Patent an. Das Entscheidende an dem Patent von Noyce war die komplette Fertigung der Bauelemente einschließlich Verdrahtung auf einem Substrat. Seine Arbeit basierte auf den von Jean Hoerni entwickelten Planarprozess . R. Noyce, J. Hoerni, J. Kilby und W. Jacobi gelten somit als Erfinder des Mikrochips . 1987 erhielt Noyce dafür die National Medal of Technology and Innovation . Er wurde bei der Verleihung des Nobelpreises an Jack Kilby nicht mitberücksichtigt, weil er zum Zeitpunkt der Verleihung bereits verstorben war.

• 1960 patentierte Karl Kordesch die Alkali-Mangan-Zelle , welche bis heute noch zu den wichtigsten elektrochemischen Energiespeichern zählt.
• Im Mai 1960 entwickelte der Physiker Theodore Maiman , Sohn eines Elektrotechnikers, mit seinem Assistenten Charles Asawa den weltweit ersten funktionstüchtigen Laser , den Rubinlaser . ^[16]
• Im Februar 1961 schlug Eugene F. Lally die Idee der digitalen Fotografie beispielsweise der Digitalkamera vor, mit einer mosaischen Anordnung von Fotodetektoren das analog-optische Abbild der Brennebene der Kamera in den Digitalbereich umzuwandeln, allerdings war sein Konzept seiner Zeit weit voraus und technisch noch nicht realisierbar. ^[54]
• Im August 1961 reichten Gerhard Sessler und James E. West das Patent (US3118979A Electrostatic transducer ^[55] ) des Elektretmikrofon ein, und gelten somit als Erfinder. Es ist das damals bis heute am häufigsten produzierte Mikrofon weltweit. Es ist z. B. Bestandteil von Handys und Kassettenrekordern .
• Im September 1961 erfindet der Elektroingenieur James L. Buie bei TRW die TTL-Technik (US3283170A Coupling transistor logic and other circuits ), welche in den 1970er und 1980er die dominante Digitaltechnik war ^[56] und auch heute noch ein Standard ist.
• Am 10. Juli 1962 brachten die USA Telstar 1 den weltweit ersten zivilen Kommunikationssatelliten in den Weltraum .

• Im Oktober 1962 erfand der Elektroingenieur Nick Holonyak die weltweit erste LED die im sichtbaren elektromagnetischen Spektrum leuchtet anstatt in Infrarot . Seine LED leuchtete in der Farbe Rot . ^{[57] [58]} Dafür erhielt er mehrere Ehrungen unter anderem 2003 die IEEE Medal of Honor und die National Medal of Technology and Innovation . ^[59]
• Januar 1963 Gründung des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).
• 1963 präsentierte David Paul Gregg die erste elektronische Kamera, eine Kamera die Bilder analog-elektronisch abspeichert. Er gilt auch als Erfinder der optischen Datenträger . ^[54]
• 1963 entwickelten beide Elektroingenieure Chih-Tang Sah und Frank Wanlass zusammen beim Halbleiterhersteller Fairchild Semiconductor die CMOS-Technik . Die Technik führte zu erheblich geringerem Stromverbrauch im Vergleich zu bipolaren Transistoren die z. B. in der TTL-Technik verwendet werden. Die CMOS-Technik ist heute die am meisten angewendete Digitaltechnik der modernen Elektronik, Mikroelektronik und Nanoelektronik.
• Im März 1963 erfand der Elektroingenieur Robert H. Norman den ersten Halbleiterspeicher - RAM indem er im März das Patent (US3562721A Solid state switching and memory apparatus ^[60] ) für den SRAM einreichte.
• 1965 formuliert Gordon Moore das mooresches Gesetz , eine Faustregel, die auf eine empirische Beobachtung zurückgeht. Einige behaupten, dass diese vorhersagt, dass allgemein die technische Entwicklung exponentiell sein könnte.
• 1965 erhielten Shin'ichirō Tomonaga , Julian Schwinger und Richard Feynman den Nobelpreis für Physik „für ihre fundamentale Leistung in der Quantenelektrodynamik , mit tiefgehenden Konsequenzen für die Elementarteilchenphysik“. Die Quantenelektrodynamik (QED) ist im Rahmen der Quantenphysik die quantenfeldtheoretische Beschreibung des Elektromagnetismus .
• 1967 entwickelt der Elektroingenieur George Heilmeier die weltweit erste Flüssigkristallanzeige (engl. Liquid Crystal Display , LCD). ^[61]

• Im Juli 1967 reichte der Elektroingenieur Robert H. Dennard sein Patent (US3387286A Field-effect transistor memory ^[62] ) über das DRAM ein, und gilt somit als Erfinder. Der DRAM wird bis heute in praktisch allen Computern eingesetzt. Dafür erhielt er 1988 die National Medal of Technology and Innovation ^[63] und 2009 die IEEE Medal of Honor ^[59] .

• 1968 erfand der Elektroingenieur Marcian Edward Hoff , bekannt als Ted Hoff , bei der Firma Intel den Mikroprozessor und läutete damit die Ära des Personal Computers (PC) ein. Zugrunde lag Hoffs Erfindung ein Auftrag einer japanischen Firma für einen Desktop-Rechner, den er möglichst preisgünstig realisieren wollte. Die erste kommerzielle Realisierung eines Mikroprozessors entwickelte 1971 Federico Faggin fast im Alleingang, den Intel 4004 , ein 4-Bit-Prozessor. Aber erst der Intel 8080 , ein 8-Bit-Prozessor aus dem Jahr 1973, ermöglichte den Bau des ersten PCs, des Altair 8800 .
• Im September 1968 wurden von Edward H. Stupp , Pieter G. Cath und Zsolt Szilagyi das erste Patent (US3540011A All solid state radiation imagers ) für den ersten realisierbaren Bildsensor beantragt, der optische Bilder durch den Einsatz von Halbleiterbauelementen aufnehmen kann, und damit das erste praktische Konzept der Aufzeichnung von Standbildern durch das Digitalisieren von Signalen eines diskreten Sensorelements darstellte. ^[54]
• Am 18. Oktober 1969 wurde von Willard Boyle und George Smith die Basis des CCD-Bildsensors ( charge-coupled device ) erfunden, und dafür 2009 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet. ^[54] Diese Basis führte in den 1980er und 1990er zur Entwicklung eines erweiterten sehr erfolgreichen Bildsensortyp, dem CMOS-Bildsensor . Beide Technologien haben ihre Vor- und Nachteile.
• Das Internet begann am 29. Oktober 1969 als Arpanet . Es wurde zur Vernetzung der Großrechner von Universitäten und Forschungseinrichtungen genutzt. Das Internet wird auf elektrotechnischen Geräten und Leitungen betrieben.
• Im Mai 1970 präsentierte die amerikanische Uhrenmarke Hamilton die weltweit erste vollelektronische Armbanduhr , die ohne bewegliche Teile auskommt. Im April 1971 ging diese mit dem Namen Pulsar in Serienproduktion. ^[64]
• 1970 produzierte und entwickelte Corning Inc. den ersten Lichtwellenleiter , der in der Lage war, Signale auch über eine längere Strecke ohne größere Verluste zu übertragen. Dies war ein revolutionärer Schritt und ermöglichte den wirtschaftlichen Aufbau von Glasfasernetzen . ^[16]
• Im Juni 1971 reichten Louis A. Lopes Jr. und Owen F. Thomas das erste Patent für eine Digitalkamera ein. Im Oktober 1971 erfanden und bauten Thomas B. McCord vomMIT und James A. Westphal von CalTech die weltweit erste benutzbare Digitalkamera . Ihre Kamera hatte 256 × 256 Pixel (0,065 Megapixel) welche digitale 8-Bit-Bilddaten in ungefähr 4 Sekunden auf einer 9-spurigen elektronisch-magnetisch Digitalkassette abspeicherte. ^[54]

• Am 22. Mai 1973 präsentierte der Elektroingenieur Robert M. Metcalfe seinen Vorgesetzten die Idee des Ethernet . ^[65] 2003 erhielt er dafür die National Medal of Technology .
• Der Elektroingenieur Martin Cooper gilt mit seinem im Oktober 1973 eingereichten Patent (US3906166A Radio telephone system ) als Erfinder des portablen Mobiltelefons („Taschentelefons“), dh das weltweit erste für den Menschen zum Mittragen konzipierte kompakte Mobiltelefon. Es gab zu dieser Zeit bereits Vorläufer des Mobiltelefons welche z. B. in Zügen und in PKW fest installiert waren und das A-Netz nutzten.
• 1973 entwickelte Paul C. Lauterbur die bildgebende magnetische Kernspinresonanz , die Magnetresonanztomographie MRT. ^[2] Im Jahre 2009 erhielten in Deutschland rund 5,89 Millionen Menschen mindestens eine Magnetresonanztomographie.
• 1974 erschien der erste Mikrocontroller auf dem Markt, der Texas Instruments TMS1000 .
• 1976 entwickelte H. Shirakawa leitende Polymere und damit die Grundlage für organische Leuchtdioden . ^[2] Diese Technik findet ua Anwendung bei OLED-Bildschirmen. ^[2] Die Halbleiter auf Polymerbasis werden dem neuen Bereich organische Elektronik zugeordnet.
• Die Firma Philips erfand 1978 die Compact Disc (CD) zur Speicherung digitaler Informationen. 1982 resultierte dann aus einer Kooperation zwischen Philips und Sony die Audio-CD. 1985 folgte die CD-ROM.
• 1979 erhielten Sheldon Glashow , Steven Weinberg und Abdus Salam den Nobelpreis für Physik „für ihre Beiträge an der Theorie der vereinigten schwachen und elektromagnetischen Wechselwirkung zwischen Elementarteilchen, einschließlich ua die Voraussage der schwachen neutralen Ströme“ ( Elektroschwache Wechselwirkung ).
• In den 1970er Jahren beginnen die ersten Versuche zur Digitalisierung der Telefonnetze, aber erst 1980 erscheint ISDN als internationaler Standard für das digitale Telekommunikationsnetz .
• 1978 wurde mit SCART ein europäischer Standard für Steckverbindungen von Audio - und Video -Geräten wie etwa Fernseher und Videorecorder veröffentlicht. ^[66] Dieser Standard wurde außerhalb von Japan und den USA über 25 Jahre lang zur gebräuchlichsten Kabelverbindung im privaten Fernseh- und Videobereich.
• Im Januar 1980 wurde die weltweit erste digitale Foto-Farbkamera mit CCD-Sensor gebaut, die XC-1 . ^[54]
• Im Dezember 1980 hat der Elektroingenieur Jayant Baliga sein Patent (US4969028A Gate enhanced rectifier ^[67] ) über den IGBT eingereicht ^[68] , und gilt somit als Erfinder. Neben den Varianten der Bipolartransistoren und Feldeffekttransistoren ist dieser eine neue Art von Halbleiterbauelement und gilt bis heute als eine der bedeutendsten Neuerung im Bereich der elektrischen Energietechnik und Leistungselektronik . ^[69] 2010 erhielt er dafür die National Medal of Technology and Innovation und 2014 die IEEE Medal of Honor .
• 1982 haben Stanford R. Ovshinsky und Masahiko Oshitani zwischen 1962 und 1982 den Nickel-Metallhydrid-Akkumulator zur marktreifen Zelle entwickelt.

• 1983 brachten zusammen mit dem Chefdesigner Rudy Krolopp und dem Elektroingenieur Martin Cooper die Firma Motorola das weltweit erste in Serie produzierte Mobiltelefon („Taschentelefon“) das DynaTAC 8000X auf den Markt. Schon ein Jahr später (1984) besaßen 300.000 Menschen den Urvater des modernen Mobiltelefons.
• 1984 veröffentlichte der Elektroingenieur Fujio Masuoka als Erfinder ^[70] mit der Firma Toshiba den weltweit ersten NAND-Flash-Speicher und 1988 Intel den weltweit ersten kommerziellen NOR-Flash-Speicher . ^{[71] [72]} Im Jahr 1985 wurde die erste flash basierte Solid State Disk (kurz SSD ) in einen IBM Personal Computer eingebaut.
• 1986 wurde mit D-1 der weltweit erste Standard für digitale Videoaufzeichnung festgelegt und 1987 brachte der Elektronikkonzern Sony die weltweit erste Kamera (DVR-1000) mit D-1 auf den Markt. ^[73]
• 1988 entstand mit TAT-8 das erste transatlantische Glasfasernetz. ^[16] TAT-8 ermöglichte 280 Mbit/s (40.000 Telefonverbindungen gleichzeitig).
• 1990 wurde mit GSM („2G“) der weltweit erste Mobilfunkstandard für volldigitale Mobilfunknetze eingeführt.
• 1990 wurden (in den USA) von derASTC die weltweit ersten Standards für digitales Fernsehen festgelegt.
• 1991 erschien der erste Lithium-Ionen-Akku auf dem Markt.
• Anfang der 1990er erfanden die Elektroingenieure Isamu Akasaki und Hiroshi Amano die superhelle effiziente LED (in Grün, Rot und Gelb) auf der GaN -Basis. ^[74] 1993 wurden die ersten Prototypen vorgestellt. 1994 erfand der Elektroingenieur Shuji Nakamura die superhelle effiziente blaue LED auf der GaN-Basis welche schnell zur Weiterentwicklung der superhellen weißen LED führte. ^[75] Von nun an war es möglich mit Leuchtdioden superhelle weiße Lampen zu bauen und ab 2002 die Blu-ray zu entwickeln. Für diese Entwicklung wurden alle drei 2014 mit dem Nobelpreis für Physik geehrt. ^[76]
• 1994 wurden von der DVB erste Standards für digitales Fernsehen in Europa festgelegt.
• 1994 wurde das weltweit erste Digitalfernsehen kommerziell per Satellit unter dem Markennamen DirecTV in den USA angeboten.
• Am 15. Januar 1996 erschien die Spezifikation der ersten Variante des Universal Serial Bus (USB 1.0). ^[77]

• Im Dezember 1996 präsentierte die Firma Honda den weltweit ersten funktionsfähigen humanoiden Roboter, den P2. Einen ersten prototypischen humanoiden Roboter , der aber noch nicht voll funktionsfähig war, entwickelte bereits 1976 die japanische Waseda-Universität . Aus dem P2 resultierte der zurzeit aktuelle Android, Hondas etwa 1,20 m großer Asimo . Einer der zurzeit modernsten humanoide Roboter ist Atlas . Neben vielen elektronischen und elektrotechnischen Komponenten bestehen humanoide Roboter auch wesentlich aus mechanischen Komponenten, deren Zusammenspiel man als Mechatronik bezeichnet.
• 1999 wurden mit dem National Electrical Code in den USA Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtungen (Brandschutzschalter) gefordert oder empfohlen ^[78] , mit dem Canadian Electrical Code zog Kanada 2002 ^[79] , mit der DIN VDE 0100-420 Deutschland 2016 nach. ^[80] Der elektronische Schutzschalter wird in Sicherungs- und Verteilerkästen eingebaut. Untersuchungen des IFS zeigten, dass in Deutschland zwischen 2002 und 2019 Elektrizität mit 32 % die häufigste Brandursache war bei erheblichen Schäden an Gebäuden. ^[81] Erste Patente sind von Siemens Energy & Automation , EU-Patent EP0653073B1 ^[82] 1992, oder Square D , EU-Patent EP0820651B1 ^[83] 1997.

21. Jahrhundert

• 2000 wurden von der Digital Audio Broadcasting (DAB) erste Standards für Digitalradio in Europa gesetzt.
• Im August 2000 wurden in Deutschland Lizenzen für den Mobilfunkstandard der dritten Generation („3G“) Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) erteilt, welcher höhere Datenübertragungsraten für das mobile Mobilfunknetz und mobile Internet ermöglicht, bis zu 384 kbit/s , ab 2011 mit HSPA+ inkl.Abwärtskompatibilität bis zu 42 Mbit/s .
• 2002 wurden die ersten weißen Leuchtdioden als LED-Birnen für den Haushaltsgebrauch kommerziell angeboten, ab 2008 in LED-Fernseher , Notebooks , Smartphones und PC-Monitore verbaut, und seit 2019 gelten LED als das meist verwendete Beleuchtungsmittel. ^[75]
• Im Oktober 2002 wurden die 100 Nanometer- Strukturbreiten für kommerziell in Massenproduktion hergestellte integrierte Schaltkreise unterschritten (90 nm DRAM von Toshiba ). ^[84] Die Halbleitertechnik und -industrie unterhalb dieser Grenze wird dem nun entstandenen Bereich der Nanoelektronik und der Nanotechnologie zugeordnet.
• Im Dezember 2002 erschien von einem Elektronikindustrie-Konsortium die Spezifikation der ersten Variante des Hig h Definition Multimedia Interface . ^[85] HDMI ist zurzeit die gebräuchlichste Kabelverbindung im privaten Fernseh- und Videobereich.

• 2009 wurden die weltweit ersten kommerzielle LTE -Netzwerke in Betrieb genommen. LTE gilt als Mobilfunkstandard der vierten Generation („4G“) und ermöglicht bis zu 300 Mbit/s und niedrigere Latenzen , ab 2014 mit LTE-A („4G+“) inkl. Abwärtskompatibilität bis zu 1 Gbit/s .
• 2018 ging in China die weltweit erste kommerzielle Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung mit über 1 Megavolt in Betrieb. Eine 1100- kV -HGÜ-Verbindung zwischen Changji und Guquan, mit einer Länge von 3.284 km und einer Übertragungsleistung von bis zu 12 Gigawatt . ^{[86] [87]} Die Distanz entspricht etwa 8,2 % des Erdumfangs und die Leistung etwa der von 13 Kernreaktoren . ^[88]
• 2019 gingen in Südkorea die weltweit ersten flächendeckende und kommerzielle 5G -Netze und Dienste in Betrieb. ^[89] Dieser Mobilfunkstandard der fünften Generation ermöglicht bis zu 20 Gbit/s und Latenzen von 0,5 bis 4 ms .

Ausbildung, Fortbildung und Studium

Ausbildungsberufe

Fortbildung

Eine Fortbildung zum Elektromeister findet an einer Meisterschule statt und dauert 1 Jahr Vollzeit bzw. 2 Jahre berufsbegleitend.

Eine Fortbildung zum Elektrotechniker kann an einer Technikerschule in zwei Jahren Vollzeit bzw. vier Jahren berufsbegleitend absolviert werden. Im Ausland, wie zum Beispiel in Frankreich, kann an einer Technikerschule nach der Fortbildung zum Elektrotechniker ein höherer Technikerabschluss ( französisch Brevet de technicien supérieur ) in zwei weiteren Jahren Vollzeit an einer Technikerschule absolviert werden.

Studienfach

Der Studiengang Elektrotechnik wurde weltweit erstmals im Januar 1883 an der Technischen Hochschule Darmstadt von Erasmus Kittler eingerichtet. Der Studienplan sah ein vierjähriges Studium mit Abschlussprüfung (zum Diplom-Elektrotechnikingenieur) vor. ^{[90] [91]}

Elektrotechnik wird mittlerweile an vielen Universitäten , Fachhochschulen und Berufsakademien als Studiengang angeboten. An Universitäten wird während des Studiums die wissenschaftliche Arbeit betont, an Fachhochschulen und Berufsakademien steht die Anwendung physikalischer Kenntnisse im Vordergrund.

Grundlagenstudium

Die ersten Semester eines Elektrotechnik-Studiums sind durch die Lehrveranstaltungen Grundlagen der Elektrotechnik , Physik und Höhere Mathematik geprägt. In den Lehrveranstaltungen Grundlagen der Elektrotechnik werden die physikalischen Grundlagen der Elektrotechnik vermittelt. Diese Elektrizitätslehre umfasst die Themen:

• Gleichstromtechnik : Elektrisches Potential , elektrische Spannung , elektrischer Strom , ohmscher Widerstand , Kirchhoffsche Sätze , zusammengesetzte Schaltungen, elektrische Arbeit und Leistung, Leistungsanpassung;
• Wechselstromtechnik : Komplexe Wechselstromrechnung ; Blindwiderstand , Wirk- und Blindleistung , passiver und aktiver Zweipol , Schwingkreis , Ortskurve ;
• Mehrphasenwechselstrom , symmetrisches und unsymmetrisches Dreiphasensystem , Schaltvorgänge, periodische Schwingungen mit nichtsinusförmiger Kurvenform, Fourierreihe ;
• Elektrostatik : statisches elektrisches Feld , Influenz , Coulombsches Gesetz , elektrische Ladung , elektrische Kapazität ;
• Elektrodynamik : zeitlich veränderliches magnetisches und elektrisches Feld, elektromagnetische Induktion , Maxwell-Gleichungen .

Weitere Grundlagenfächer sind Elektrische Messtechnik , Digitaltechnik , Elektronik sowie Netzwerk- und Systemtheorie . Aufgrund der Interdisziplinarität und der engen Verflechtung mit der Informatik ist auch Programmierung Teil eines Elektrotechnik-Studiums. Belegen die Programmierung und die Informationstechnik einen großen Anteil im Stundenplan wird das Studium sehr oft Elektro- und Informationstechnik genannt.

Vertiefungsrichtung bzw. Spezialisierung

In den höheren Semestern des Bachelor- und Masterstudiums können Schwerpunkte gesetzt werden. In manchen Studiengängen sind Vertiefungsfächer aus einem breiten Katalog frei wählbar oder die Vertiefungsrichtung ist wählbar oder bereits festgelegt. Als Vertiefungsfächer bzw. Vertiefungsrichtung finden sich klassisch beispielsweise die Elektrische Energietechnik , Nachrichtentechnik , Elektronik , Automatisierungstechnik und Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik (MSR) , Antriebstechnik . Neuartige Spezialisierungen sind beispielsweise Elektronische Systeme und Mikroelektronik, Erneuerbare Energien , Technische Gebäudeausrüstung (TGA), Medizintechnik .

Studiengänge die in einer Kombination zweier in der Praxis sehr nahestehenden Vertiefungsrichtungen spezialisieren werden ebenfalls angeboten, wie beispielsweise Energie- und Automatisierungstechnik, Energie- und Antriebstechnik, Nachrichtentechnik und Elektronische Systeme, Medizintechnik und Elektronische Systeme, Energietechnik und Erneuerbare Energien.

Interdisziplinäre Pflicht- und Wahlpflichtfächer

Da der Beruf des Elektroingenieurs sehr oft auch interdisziplinäre Kenntnisse erfordert, so müssen, je nach Hochschule, auch Pflicht- und Wahlpflichtfächer wie beispielsweise Werkstoffkunde , Betriebswirtschaftslehre , Englisch , Technische Mechanik , Technisches Zeichnen , Patentrecht , Arbeitsschutz , Arbeitsrecht , Kommunikation bestanden werden.

Akademische Titel

Der jahrzehntelang von den Hochschulen verliehene akademische Grad Diplom-Ingenieur (Dipl.-Ing. bzw. Dipl.-Ing. (FH)) wurde aufgrund des Bologna-Prozesses durch ein zweistufiges System berufsqualifizierender Studienabschlüsse (typischerweise in der Form von Bachelor und Master ) größtenteils ersetzt. Der Bachelor ( Bachelor of Engineering oder Bachelor of Science ) ist ein erster berufsqualifizierender akademischer Grad , der je nach Prüfungsordnung des jeweiligen Fachbereichs nach einer Studienzeit von 6 bzw. 7 Semestern erworben werden kann. Dieser erste akademische Grad befähigt den rechtlich geschützten Titel „ Ingenieur “ oder „Elektroingenieur“ tragen zu dürfen. ^{[92] [93]} Nach einer weiteren Studienzeit von 4 bzw. 3 Semestern kann der Master als zweiter akademischer Grad ( Master of Engineering oder Master of Science ) erlangt werden.

Der Doktoringenieur (Dr.-Ing.) ist der höchste akademische Grad, der im Anschluss an ein abgeschlossenes Masterstudium im Rahmen einer Assistenzpromotion oder in einer Graduate School erreicht werden kann. Die Ingenieur-Ehrendoktorwürde (Dr.-Ing. E. h.) kann von Universitäten für besondere akademische oder wissenschaftliche Verdienste an Akademiker oder Nichtakademiker verliehen werden, beispielsweise 1911 von der Technischen Universität Darmstadt an Michail Ossipowitsch Doliwo-Dobrowolski.

Weitere im Ausland anerkannte akademische Titel

Neben den Hochschulabschlüssen Bachelor, Master und Ph.D , sind in den USA , Kanada , Australien , Hongkong und Niederlande noch das Hochschulstudium Associate Degree mit einer Regelstudienzeit von zwei Jahren anerkannt, wie zum Beispiel im Bereich Elektrotechnik das AET oder der erworbene Titel Electrical Engineering technician (franz. Ingénieur-technicien en électrotechnique ). Das Associate-Degree gilt in den gelisteten Ländern als akademischer Grad , ist aber in anderen Ländern, besonders in Europa , meistens nicht als Hochschulabschluss bzw. akademischer Grad anerkannt.

Lehramt

An einigen Hochschulen kann der Bachelor-Studiengang Elektro- und Informationstechnik in sieben Semestern mit anschließendem dreisemestrigem Master-Studiengang Master für Berufliche Bildung studiert werden. Mit diesem Master-Abschluss und nach weiteren 1,5 Jahren Referendariatszeit besteht die Möglichkeit, eine berufliche Tätigkeit als Gewerbelehrer ( höherer Dienst ) an einer Berufsschule zu finden.

Interdisziplinäres Studium

Studien die Elektrotechnik mit einer oder mehreren Fachdisziplinen kombinieren gibt es. Die Studien Maschinenbau-Elektrotechnik , Mechatronik , Robotik , Versorgungstechnik und Wirtschaftsingenieurwesen-Elektrotechnik können hier als klassische Beispiele genannt werden.

Organisationen

International

• IEC International Electrotechnical Commission

Europäisch

• European Committee for Electrotechnical Standardization
• European Telecommunications Standards Institute

Deutschland

• DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik

Verbände

International

• Der größte Berufsverband für Elektrotechnik weltweit ist das Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Er zählt über 420.000 Mitglieder und publiziert Zeitschriften auf allen relevanten Fachgebieten in Englisch. Seit 2008 gab es den IEEE Global History Network (IEEE GHN), wobei in verschiedenen Kategorien wichtige Meilensteine (beurteilt durch ein Fachgremium) und persönliche Erinnerungen von Ingenieuren ( IEEE First-Hand History ) festgehalten werden können. Solche Erinnerungsberichte von Schweizer Elektroingenieuren können als Beispiele eingesehen werden. ^{[94] [95]} Seit Anfang 2015 hat sich der IEEE GHN einer erweiterten Organisation Engineering and Technology History Wiki angeschlossen, welche weitere Fachbereiche des Ingenieurwesens umfasst.

Deutschland

• Der VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V. ist ein technisch-wissenschaftlicher Verband in Deutschland. Mit ca. 35.000 Mitgliedern engagiert sich der VDE für ein besseres Innovationsklima, Sicherheitsstandards, für eine moderne Ingenieurausbildung und eine hohe Technikakzeptanz in der Bevölkerung.

• Der Zentralverband der Deutschen Elektro- und Informationstechnischen Handwerke (ZVEH) vertritt die Interessen von Unternehmen aus den drei Handwerken Elektrotechnik, Informationstechnik und Elektromaschinenbau. ZVEH-Mitglied waren im Jahr 2014 55.579 Unternehmen, die 473.304 Arbeitnehmer, davon rund 38.800 Auszubildende, beschäftigten. Dem ZVEH als Bundesinnungsverband gehören zwölf Fach- und Landesinnungsverbände mit insgesamt etwa 330 Innungen an.

• Der Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e. V. (ZVEI) setzt sich für die Interessen der Elektroindustrie in Deutschland und auf internationaler Ebene ein. ZVEI-Mitglied sind mehr als 1.600 Unternehmen, in denen im Jahr 2014 etwa 844.000 Beschäftigte in Deutschland tätig waren. Als ZVEI-Untergliederungen finden sich derzeit 22 Fachverbände.

Österreich

• Der OVE Österreichischer Verband für Elektrotechnik ist eine Branchenplattform im Bereich Elektrotechnik und Informationstechnik .

Schweiz

• Der Electrosuisse, Verband für Elektro-, Energie- und Informationstechnik .

Auszeichnungen, Preise und Ehrungen

International

• Die IEEE Medal of Honor ist die höchste Auszeichnung des IEEE, welche im Bereich Informations- und Elektrotechnik für außergewöhnliche Arbeiten und Karrieren seit 1917 jährlich vergeben wird.
• Der Kyoto-Preis ist eine jährlich verliehene Auszeichnung für überragende Leistungen in Wissenschaft und Kunst . Neben dem Nobelpreis handelt es sich um eine der höchsten Auszeichnungen in Wissenschaft und Kultur. Eine der Disziplinen innerhalb der Kategorie Hochtechnologie ist die Elektrotechnik und Elektronik.

Deutschland

• Der VDE-Ehrenring ist die höchste Auszeichnung des VDE , für hervorragende wissenschaftliche oder technische Leistungen auf dem Gebiet der Elektrotechnik. ^{[96] [97]}

Siehe auch

• Elektroindustrie
• Messgerät

Literatur

• Winfield Hill, Paul Horowitz: Die hohe Schule der Elektronik, Tl.2, Digitaltechnik . Elektor-Verlag, 1996, ISBN 3-89576-025-0 .
• Eugen Philippow , Karl Walter Bonfig (Bearb.): Grundlagen der Elektrotechnik. 10. Auflage . Verlag Technik, Berlin 2000, ISBN 3-341-01241-9 .
• Winfield Hill, Paul Horowitz: Die hohe Schule der Elektronik, Tl.1, Analogtechnik . Elektor-Verlag, 2002, ISBN 3-89576-024-2 .
• Manfred Albach : Grundlagen der Elektrotechnik 1. Erfahrungssätze, Bauelemente, Gleichstromschaltungen. Pearson Studium, München 2004, ISBN 3-8273-7106-6 .
• Manfred Albach: Grundlagen der Elektrotechnik 2. Periodische und nicht periodische Signalformen. Pearson Studium, München 2005, ISBN 3-8273-7108-2 .
• Gert Hagmann : Grundlagen der Elektrotechnik. 11. Auflage. Wiebelsheim 2005, ISBN 3-89104-687-1 .
• Helmut Lindner , Harry Brauer, Constanz Lehmann: Taschenbuch der Elektrotechnik und Elektronik. 9. Auflage. Fachbuchverlag im Carl Hanser Verlag, Leipzig/München 2008, ISBN 978-3-446-41458-7 .
• Siegfried Altmann , Detlef Schlayer: Lehr- und Übungsbuch Elektrotechnik. 4. Auflage. Fachbuchverlag im Carl Hanser Verlag, Leipzig/München 2008, ISBN 978-3-446-41426-6 .
• Wolfgang König : Technikwissenschaften. Die Entstehung der Elektrotechnik aus Industrie und Wissenschaft zwischen 1880 und 1914. G + B Verlag Fakultas, Chur 1995, ISBN 3-7186-5755-4 (Softcover).
• Henning Boëtius : Geschichte der Elektrizität erzählt von Henning Boëtius. 1. Auflage, Beltz & Gelberg, ISBN 978-3-407-75326-7 .
• Siegfried Buchhaupt: Technik und Wissenschaft: Das Beispiel der Elektrotechnik. In: Technikgeschichte. Band 65, H. 3, 1998, S. 179–206.

Weblinks

• Elektrotechnik Fachwissen
• Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V.
• Zentralverband der Deutschen Elektro- und Informationstechnischen Handwerke
• Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e. V.

Videos

• Elektrotechnik Berufsbild, eMarkeAustria, 2011 auf YouTube
• Was studieren? Drei Gründe für Elektrotechnik, faz, 2018 auf YouTube

Einzelnachweise

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3. ↑ Elektrische Leitfähigkeit. Universität Ulm, abgerufen am 29. März 2019 .  
4. ↑ ua Runde Andreas: Kapitel Blitze. In: Chronik der Elektrotechnik. VDE-Verlag, 3. April 2017, abgerufen am 10. Mai 2020 .  
5. ↑ Konrad Reichert und ua: Elektromotor und elektrische Antriebe. In: Chronik der Elektrotechnik. VDE, 2016, abgerufen am 10. Mai 2020 .  
6. ↑ Elektrostatische Anwendung: Telegrafie. Universität Ulm, abgerufen am 29. März 2019 .  
7. ↑ Georg Christoph Lichtenberg (1742 bis 1799). Georg-August-Universität Göttingen, abgerufen am 29. März 2019 .  
8. ↑ Er wußte plus und minus zu vereinen. In: rhetorik-netz.de. Abgerufen am 29. März 2019 .  
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