UID:
almafu_9958132170102883
Format:
1 online resource (634 pages)
Edition:
1st ed.
ISBN:
1-283-73659-4
,
3-86326-572-6
Content:
Der erste Teil dieses Lehrbuchs bietet einen idealen Einstieg in die physikalischenGrundlagen der Elektrotechnik und Elektronik. Ausgehend von beobachtbarenKraftwirkungen zwischen Ladungen und zwischen Strömen wird der Begriff deselektrischen und magnetischen Feldes eingeführt. Mit den daraus abgeleitetenintegralen Größen Spannung, Strom, Widerstand, Kapazität und Induktivitätwird das Verhalten der passiven Bauelemente diskutiert. Am Beispiel der Gleichstromschaltungenwerden die Methoden der Netzwerkanalyse eingeführt und Fragen nach Wirkungsgradund Zusammenschaltung von Quellen untersucht. Den Stromleitungsmechanismen imVakuum, in Gasen, in Flüssigkeiten und in Halbleitermaterialien werden eigene Kapitel gewidmet.Einen Schwerpunkt bilden das Faraday'sche Induktionsgesetz und seine Anwendungen. Die Bewegungsinduktionwird im Zusammenhang mit den Drehstromgeneratoren betrachtet, die Ruheinduktionwird sehr ausführlich am Beispiel der Übertrager und Transformatoren diskutiert.Im zweiten Teil wird das Themenfeld der periodischen und nicht periodischen Strom- und Spannungsformenbehandelt. Einen ersten Schwerpunkt bildet die komplexe Wechselstromrechnung.Neben der prinzipiellen mathematischen Vorgehensweise werden spezielle Schaltungen, z. B.Schwing kreise und Brückenschaltungen, sowie die Ortskurven ausführlich diskutiert. Zeitlich periodischeVorgänge beliebiger Kurvenform werden mithilfe der Fourier-Entwicklung auf eine Überlagerungaus einzelnen sinusförmigen Strömen bzw. Spannungen zurückgeführt und können ebenfallsmit der komplexen Wechselstromrechnung analysiert werden. Den zweiten Schwerpunkt bilden dieSchaltvorgänge, die zunächst an einfachen Beispielen eingeführt werden. Die Laplace-Transformationals eine elegante Methode zur Behandlung der Schaltvorgänge bildet das letzte Kapitel. Dasaus den beiden weiterhin erhältlichen Einzelbänden
Content:
zusammengeführte Lehrbuch basiert auf langjähriger Lehrerfahrungdes Buchautors. Es ist ideal für das Grundstudium Elektrotechnik und eignet sich in ausgezeichneterWeise zur Prüfungsvorbereitung und Stoffwiederholung des Grundlagenwissens zur Elektrotechnik.InhaltDas elektrostatische FeldDas stationäre elektrische StrömungsfeldEinfache elektrische NetzwerkeStromleitungsmechanismenDas zeitlich veränderliche elektromagnetische FeldKomplexe Wechselstromrechnung und OrtskurvenDas stationäre MagnetfeldDarstellung periodischer Signale durch Fourier-ReihenSchaltvorgänge in elektrischen NetzwerkenDas Fourier-IntegralDie Laplace-TransformationAutor Prof. Dr.-Ing. MANFRED ALBACH ist Inhaber des Lehrstuhls für Elektromagnetische Felder derUniversität Erlangen-Nürnberg. Er hält die Grundlagenvorlesung für die Studienrichtungen Elektrotechnik,Elektronik und Informationstechnik, Mechatronik, Energietechnik sowie Medizintechnik.Forschungsgebiete: Technische Elektrodynamik, Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) und Leistungselektronik.Auf der Companion Website zum Buch unter www.pearson-studium.deFür DozentenAlle Abbildungen zum sofortigen Einsatz in VorlesungenFür Studenten Lösungen zu verschiedenen Aufgaben.
Note:
Elektrotechnik -- Impressum -- Inhaltsübersicht -- Inhaltsverzeichnis -- Vorwort -- Teil I - Erfahrungssätze, Bauelemente, Gleichstromschaltungen -- Kapitel 1 - Das elektrostatische Feld -- 1.1 Die elektrische Ladung -- 1.2 Das Coulomb'sche Gesetz -- 1.3 Die elektrische Feldstärke -- 1.4 Überlagerung von Feldern -- 1.5 Kräfte zwischen Ladungsverteilungen -- 1.6 Ladungsdichten -- 1.7 Darstellung von Feldern -- 1.7.1 Feldbild für zwei Punktladungen -- 1.7.2 Qualitative Darstellung von Feldbildern -- 1.8 Das elektrostatische Potential -- 1.8.1 Das Potential einer Punktladung -- 1.8.2 Äquipotentialflächen -- 1.9 Die elektrische Spannung -- 1.10 Die elektrische Flussdichte -- 1.11 Das Verhalten der Feldgrößen bei einer Flächenladung -- 1.12 Feldstärke an leitenden Oberflächen -- 1.13 Die Influenz -- 1.13.1 Dünne leitende Platten im homogenen Feld -- 1.13.2 Im leitenden Körper eingeschlossener Hohlraum -- 1.14 Die dielektrische Polarisation -- 1.15 Kräfte im inhomogenen Feld -- 1.16 Sprungstellen der Dielektrizitätskonstanten -- 1.17 Die Kapazität -- 1.17.1 Der Plattenkondensator -- 1.17.2 Der Kugelkondensator -- 1.18 Einfache Kondensatornetzwerke -- 1.19 Praktische Ausführungsformen von Kondensatoren -- 1.19.1 Der Vielschichtkondensator -- 1.19.2 Der Drehkondensator -- 1.19.3 Der Wickelkondensator -- 1.20 Die Teilkapazitäten -- 1.21 Der Energieinhalt des Feldes -- Kapitel 2 - Das stationäre elektrische Strömungsfeld -- 2.1 Der elektrische Strom -- 2.2 Die Stromdichte -- 2.3 Definition des stationären Strömungsfeldes -- 2.4 Ladungsträgerbewegung im Leiter -- 2.5 Die spezifische Leitfähigkeit und der spezifische Widerstand -- 2.6 Das Ohm'sche Gesetz -- 2.7 Praktische Ausführungsformen von Widerständen -- 2.7.1 Festwiderstände -- 2.7.2 Einstellbare Widerstände -- 2.7.3 Weitere Widerstände -- 2.8 Das Verhalten der Feldgrößen an Grenzflächen.
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2.8.1 Verschwindende Leitfähigkeit in einem Teilbereich -- 2.8.2 Perfekte Leitfähigkeit in einem Teilbereich -- 2.9 Energie und Leistung -- Kapitel 3 - Einfache elektrische Netzwerke -- 3.1 Zählpfeile -- 3.2 Spannungs- und Stromquellen -- 3.3 Zählpfeilsysteme -- 3.4 Die Kirchhoff'schen Gleichungen -- 3.5 Einfache Widerstandsnetzwerke -- 3.5.1 Der Spannungsteiler -- 3.5.2 Der belastete Spannungsteiler -- 3.5.3 Messbereichserweiterung eines Spannungsmessgerätes -- 3.5.4 Der Stromteiler -- 3.5.5 Messbereichserweiterung eines Strommessgerätes -- 3.5.6 Widerstandsmessung -- 3.6 Reale Spannungs- und Stromquellen -- 3.7 Wechselwirkungen zwischen Quelle und Verbraucher -- 3.7.1 Zusammenschaltung von Spannungsquellen -- 3.7.2 Leistungsanpassung -- 3.7.3 Wirkungsgrad -- 3.8 Das Überlagerungsprinzip -- 3.9 Analyse umfangreicher Netzwerke -- Kapitel 4 - Stromleitungsmechanismen -- 4.1 Stromleitung im Vakuum -- 4.2 Stromleitung in Gasen -- 4.3 Stromleitung in Flüssigkeiten -- 4.4 Ladungstransport in Halbleitern -- 4.4.1 Der pn-Übergang -- 4.4.2 Die Diode -- Kapitel 5 - Das stationäre Magnetfeld -- 5.1 Magnete -- 5.2 Kraft auf stromdurchflossene dünne Leiter -- 5.3 Kraft auf geladene Teilchen -- 5.4 Definition der Stromstärke -- 5.5 Die magnetische Feldstärke -- 5.6 Das Oersted'sche Gesetz -- 5.7 Die magnetische Feldstärke einfacher Leiteranordnungen -- 5.7.1 Unendlich langer kreisförmiger Linienleiter -- 5.7.2 Toroidspule -- 5.7.3 Lang gestreckte Zylinderspule -- 5.8 Die magnetische Spannung -- 5.9 Der magnetische Fluss -- 5.10 Die magnetische Polarisation -- 5.10.1 Diamagnetismus -- 5.10.2 Paramagnetismus -- 5.10.3 Ferromagnetismus -- 5.10.4 Dauermagnete -- 5.11 Das Verhalten der Feldgrößen an Grenzflächen -- 5.12 Die Analogie zwischen elektrischem und magnetischem Kreis -- 5.13 Die Induktivität -- 5.13.1 Induktivität der Ringkernspule.
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5.13.2 Induktivität einer Doppelleitung -- 5.14 Der magnetische Kreis mit Luftspalt und der AL-Wert -- 5.14.1 Zusammenhang von Luftspaltlänge und Windungszahl -- 5.14.2 Zusammenhang von Luftspaltlänge und Flussdichte -- 5.15 Praktische Ausführungsformen von Induktivitäten -- 5.15.1 Drahtgewickelte Luftspulen -- 5.15.2 Planare Luftspulen -- 5.15.3 Spulen mit hochpermeablen Kernen -- Kapitel 6 - Das zeitlich veränderliche elektromagnetische Feld -- 6.1 Das Induktionsgesetz -- 6.2 Die Selbstinduktion -- 6.3 Einfache Induktivitätsnetzwerke -- 6.4 Die Gegeninduktion -- 6.4.1 Die Gegeninduktivität zweier Doppelleitungen -- 6.4.2 Die Koppelfaktoren -- 6.5 Der Energieinhalt des Feldes -- 6.5.1 Die Energieberechnung aus den Feldgrößen -- 6.5.2 Die Hystereseverluste -- 6.6 Anwendung der Bewegungsinduktion -- 6.6.1 Das Generatorprinzip -- 6.6.2 Das Drehstromsystem -- 6.7 Anwendung der Ruheinduktion -- 6.7.1 Der verlustlose Übertrager -- 6.7.2 Die Punktkonvention -- 6.7.3 Der verlustlose streufreie Übertrager -- 6.7.4 Der ideale Übertrager -- 6.7.5 Die Widerstandstransformation -- 6.7.6 Ersatzschaltbilder für den verlustlosen Übertrager -- 6.7.7 Der verlustbehaftete Übertrager -- 6.7.8 Der Spartransformator -- Teil II - Periodische und nicht periodische Signalformen -- Kapitel 7 - Der Übergang zu den zeitabhängigen Strom- und Spannungsformen -- 7.1 Vorbetrachtungen -- 7.2 Modellbildung -- 7.3 Quasistationäre Rechnung -- 7.4 Die Netzwerkanalyse -- 7.5 Kurvenformen und ihre Kenngrößen bei zeitlich periodischen Vorgängen -- Kapitel 8 - Wechselspannung und Wechselstrom -- 8.1 Das Zeigerdiagramm -- 8.1.1 Der ohmsche Widerstand an Wechselspannung -- 8.1.2 Die Induktivität an Wechselspannung -- 8.1.3 Die Kapazität an Wechselspannung -- 8.2 Komplexe Wechselstromrechnung -- 8.2.1 Der Übergang zur symbolischen Methode.
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8.2.2 Die Berechnung von Netzwerken mit der symbolischen Methode -- 8.2.3 Gegenüberstellung der unterschiedlichen Vorgehensweisen -- 8.2.4 Strom-Spannungs- und Widerstandsdiagramm -- 8.2.5 Umrechnung zwischen Impedanz und Admittanz -- 8.3 Frequenzabhängige Spannungsteiler -- 8.4 Frequenzkompensierter Spannungsteiler -- 8.5 Resonanzerscheinungen -- 8.5.1 Der Serienschwingkreis -- 8.5.2 Der Parallelschwingkreis -- 8.6 Wechselstrom-Messbrücken -- 8.6.1 Die Wien-Brücke -- 8.6.2 Die Maxwell-Wien-Brücke -- 8.7 Ortskurven -- 8.7.1 Ortskurve für die Impedanz einer RL-Reihenschaltung -- 8.7.2 Umrechnung zwischen Impedanz und Admittanz -- 8.7.3 Ortskurve für die Admittanz einer RL-Reihenschaltung -- 8.7.4 Allgemeine Gesetzmäßigkeiten bei der Inversion von Ortskurven -- 8.7.5 Ortskurven bei komplizierteren Netzwerken -- 8.8 Energie und Leistung bei Wechselspannung -- 8.8.1 Wirkleistung -- 8.8.2 Blindleistung -- 8.8.3 Scheinleistung und Leistungsfaktor -- 8.8.4 Komplexe Leistung -- 8.9 Leistungsanpassung -- 8.9.1 Lastimpedanz mit einstellbarem Wirk- und Blindwiderstand -- 8.9.2 Reiner Wirkwiderstand als Verbraucher -- 8.10 Blindstromkompensation -- 8.11 Leistung beim Drehstromsystem -- 8.11.1 Sternschaltung mit Sternpunktleiter -- 8.11.2 Sternschaltung ohne Sternpunktleiter -- 8.11.3 Dreieckschaltung -- 8.11.4 Besondere Eigenschaften des Drehstromsystems -- Kapitel 9 - Zeitlich periodische Vorgänge beliebiger Kurvenform -- 9.1 Grundlegende Betrachtungen -- 9.2 Die Harmonische Analyse -- 9.2.1 Die komplexe Form der Fourier-Reihe -- 9.2.2 Vereinfachungen bei der Bestimmung der Fourier-Koeffizienten -- 9.2.3 Tabellarische Zusammenstellung wichtiger Fourier-Reihen -- 9.2.4 Die Linienspektren -- 9.3 Anwendung der Fourier-Reihen in der Schaltungsanalyse -- 9.3.1 Der Ablaufplan -- 9.3.2 Eine einfache Schaltung -- 9.3.3 Die Erzeugung von Subharmonischen.
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9.3.4 Effektivwert und Leistung -- 9.3.5 Weitere Kenngrößen -- Kapitel 10 - Schaltvorgänge in einfachen elektrischen Netzwerken -- 10.1 RC-Reihenschaltung an Gleichspannung -- 10.2 Reihenschaltung von Kondensator und Stromquelle -- 10.3 RL-Reihenschaltung an Gleichspannung -- 10.4 Parallelschaltung von Induktivität und Spannungsquelle -- 10.5 Schaltvorgänge in Netzwerken mit Wechselspannungsquellen -- 10.6 Quellen mit periodischen, nicht sinusförmigen Strom- und Spannungsformen -- 10.7 Konsequenzen aus den Stetigkeitsforderungen -- 10.8 Vereinfachte Analyse für Netzwerke mit einem Energiespeicher -- 10.8.1 Kondensator und Widerstandsnetzwerk -- 10.8.2 Induktivität und Widerstandsnetzwerk -- 10.9 Spannungswandlerschaltung -- 10.10 Wirkungsgradbetrachtungen bei Schaltvorgängen -- 10.11 Zusammenfassung -- 10.12 Netzwerke mit mehreren Energiespeichern -- 10.12.1 Serienschwingkreis an Gleichspannung -- 10.12.2 Serienschwingkreis an periodischer Spannung -- Kapitel 11 - Die Laplace-Transformation -- 11.1 Das Fourier-Integral -- 11.2 Der Übergang zur Laplace-Transformation -- 11.3 Die Berechnung von Netzwerken mit der Laplace-Transformation -- 11.3.1 Transformation in den Frequenzbereich -- 11.3.2 Aufstellung und Lösung des Gleichungssystems -- 11.3.3 Rücktransformation in den Zeitbereich -- Anhang A - Vektoren -- A.1 Einheitsvektoren -- A.2 Einfache Rechenoperationen mit Vektoren -- A.2.1 Addition und Subtraktion von Vektoren -- A.2.2 Multiplikation von Vektor und Skalar -- A.3 Das Skalarprodukt -- A.4 Das Vektorprodukt -- A.5 Zerlegung eines Vektors in seine Komponenten -- A.6 Vektorbeziehungen in Komponentendarstellung -- A.7 Formeln zur Vektorrechnung -- Anhang B - Orthogonale Koordinatensysteme -- B.1 Das kartesische Koordinatensystem -- B.2 Krummlinige orthogonale Koordinatensysteme -- B.3 Die Zylinderkoordinaten -- B.4 Die Kugelkoordinaten.
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Anhang C - Ergänzungen zur Integralrechnung.
Additional Edition:
ISBN 3-86894-081-2
Language:
German
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