Inhaltsverzeichnis. Arbeitshinweise zu diesem Buch

Transkript

1 Dieter Zastrow Elektrotechnik Lehr- und Arbeitsbuch 13., überarbeitete Auflage Mit 496 Abbildungen, 134 Lehrbeispielen und 221 Übungen mit Lösungen vieweg

2 VI Inhaltsverzeichnis Arbeitshinweise zu diesem Buch XII 1 Elektrische Ladung Beobachtungen und Grundannahmen Atomistische Deutung Ladungstrennung Ladungsträger Ladungsmenge Vertiefung und Übung 5 2 Elektrische Energie Energietransportaufgabe des Stromkreises Elektrisches Feld als Erklärungsmodell Potential Potentialdifferenz Potentialgefälle Potential- und Spannungsmessung Vertiefung und Übung 16 3 Elektrische Strömung Stromrichtung und Stromstärke Zeitlich konstante Strömung Zeitlich veränderliche Strömung Transportierte Ladungsmenge Messen der Stromstärke Stromdichte Vertiefung und Übung 26 4 Elektrischer Widerstand Widerstandsbegriff Lineare Widerstände Nichtlineare Widerstände Ohmsches Gesetz Temperaturabhängigkeit des Widerstandes Vertiefung und Übung 38

3 Inhaltsverzeichnis 5 Grundstromkreise Grundgesetze der Stromkreise Reihenschaltung von Widerständen Parallelschaltung von Widerständen Spannungsquelle mit Innenwiderstand Stromquelle mit Innenwiderstand Vertiefung und Übung 55 6 Energieumsetzung im Schaltwiderstand Elektrische Arbeit Joulesches Gesetz Elektrische Leistung Strom- und Spannungsabhängigkeit der Leistung Nennleistung Energieumwandlung und Wirkungsgrad Energieübertragung und Wirkungsgrad Leistungsanpassung Vertiefung und Übung 71 7 Verzweigte Stromkreise Lösungsmethodik für verzweigte Stromkreise mit bekannten Widerstandswerten Lösungsmethodik für verzweigte Stromkreise mit gesuchten Widerstandswerten Lösungsmethodik für Schaltungen mit einem nichtlinearen Widerstand Wheatstonesche Brückenschaltung Vertiefung und Übung 89 8 Netzwerke Netzwerk Kreisstromverfahren Überlagerungsmethode Vertiefung und Übung 96 9 Ersatzquellen Ersatzschaltungen Ersatzspannungsquelle Ersatzstromquelle Vergleich der Ersatzquellen Ersatzschaltungen zur Nachbildung nichtlinearer /-[/-Kennlinien Vertiefung und Übung 106

4 VIII Inhaltsverzeichnis 10 Eigenschaften und Bemessung des Spannungsteilers Leerlauffall Belastungsfall Linearitätsfehler des belasteten Spannungsteilers Dimensionierang des Spannungsteilers Vertiefung und Übung Elektrostatisches Feld Elektrostatisches Feld des Plattenkondensators Kapazität Kapazitätsberechnung Parallel- und Reihenschaltung von Kondensatoren Kapazitive Kopplung von Stromkreisen Energie des elektrostatischen Feldes Kräfte im elektrostatischen Feld Vertiefung und Übung Ladungsvorgänge bei Kondensatoren Aufladung des Kondensators mit konstantem Strom Aufladung des Kondensators bei konstanter Spannung Entladungsvorgang des Kondensators Vertiefung und Übung Magnetisches Feld Magnetfeld des stromdurchflossenen Leiters Induktivität Induktivitätsberechnung Magnetische Eigenschaften des Eisens Magnetischer Kreis Energieumsatz in der Spule Hystereseverluste Kraftwirkungen Vertiefung und Übung Induktion Induktion in der Leiterschleife Induktionsgesetz Induktionsspule Generatorprinzip Selbstinduktion Vertiefung und Übung Schaltvorgänge bei Spulen Einschaltvorgang Abschaltvorgang 208

5 Inhaltsverzeichnis 15.3 Begriffsdeflnitionen und Übersicht für die Gleichstromschaltvorgänge Vertiefung und Übung Sinusförmige Änderungen elektrischer Größen Darstellung sinusförmiger Größen Frequenz, Kreisfrequenz Zeichnerische Darstellung и =f(t) und и = f(cot) Vertiefung und Übung Mittelwerte periodischer Größen Arithmetischer Mittelwert: Gleichanteil der Größe Gleichrichtwert Quadratischer Mittelwert: Effektivwert der Größe Scheitelfaktor (Crestfaktor), Formfaktor Vertiefung und Übung Addition frequenzgleicher Wechselgrößen Nullphasenwinkel, Phasenverschiebungswinkel Addition von Wechselspannungen Subtraktion von Wechselspannungen Vertiefung und Übung Idealer Schaltwiderstand im Wechselstromkreis Phasenlage zwischen Strom und Spannung Leistung und Energieumsetzung Ohmsches Gesetz, Wirkwiderstand Vertiefung und Übung Idealer Kondensator im Wechselstromkreis Phasenlage zwischen Strom und Spannung Leistung und Energieumsetzung Ohmsches Gesetz, kapazitiver Blindwiderstand Vertiefung und Übung Ideale Spule im Wechselstromkreis Phasenlage zwischen Strom und Spannung Leistung und Energieumsetzung Ohmsches Gesetz, induktiver Blindwiderstand Vertiefung und Übung Grundschaltungen im Wechselstromkreis Parallelschaltung eines idealen Schaltwiderstandes und eines idealen Kondensators Phasenlage zwischen Strom und Spannung 259

6 X Inhaltsverzeichnis Ohmsches Gesetz, Scheinleitwert Ersatzschaltung des Kondensators Energieumsetzung Leistung Reihenschaltung eines idealen Schaltwiderstandes mit einer idealen Spule Phasenlage zwischen Strom und Spannung Ohmsches Gesetz, Scheinwiderstand Ersatzschaltung der Spule ohne Eisen Energieumsetzung, Leistung Vertiefung und Übung Einführung der komplexen Rechnung Komplexe Darstellung von sinusförmigen Größen Definition der Widerstands- und Leitwert-Operatoren Standard-Problemstellungen für komplexe Rechnung Äquivalente Schaltungen Komplexer Widerstand von Netzwerken Komplexer Spannungsteiler Komplexer Stromteiler Besondere Phasenbedingung Schaltungsanalyse mit Hilfe von Zeigerdiagrammen Zeigerdiagrammtechnik Zeigerdiagramm einer Phasenschieberschaltung Zeigerdiagramm zur Blindstromkompensation Zeigerdiagramm der eisengefüllten Spule Ortskurven Vertiefung und Übung Frequenzgang von RC-Gliedern Frequenzgang Tiefpaß Hochpaß Vertiefung und Übung Schwingkreis, Resonanzkreis Schwingkreis und freie Schwingung Reihen-Resonanzkreis Resonanzfrequenz und Resonanzwiderstand Resonanzkurven bei konstanter Eingangsspannung Parallel-Resonanzkreis Resonanzfrequenz und Resonanzwiderstand Resonanzkurve bei konstantem Eingangsstrom Bandbreite und Kreisgüte Vertiefung und Übung 329

7 Inhaltsverzeichnis XI 26 Transformatoren Gesetze des idealen Transformators Realer Transformator Strom- und Spannungsverhalten des realen Transformators Vertiefung und Übung Dreiphasensystem Drehstromquelle Verkettungsmöglichkeiten Potentialdiagramm des Vierleiter-Dreiphasensystems Spannungen und Ströme bei Sternschaltung der Verbraucher Spannungen und Ströme bei Dreieckschaltung der Verbraucher Leistung bei Drehstrom Erzeugung eines magnetischen Drehfeldes Vertiefung und Übung 354 Lösungen der Übungen 356 Memory 395 Sachwortverzeichnis 427