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1 Lernprogramm Grundlagen der Elektrotechnik 4 Themenübersicht Magnetismus Dauermagnetismus Einführung Historisches Einteilung Magnetismus Eigenschaften von Magneten Erde / Sonne Prinzip Grundbegriffe und Eigenschaften Magnetische Wirkung der Erde Feldlinienverlauf innerhalb und außerhalb eines Magneten Elementarmagnete Homogenes Magnetfeld Dia- Para- und Ferromagnetismus Hart- und weichmagnetisch Anziehungs- und Abstoßungskräfte Aufgabe: magnetische Leitfähigkeit Aufgabe: magnetische Wirkung Aufgabe: magnetische Feldlinien Gegenüberstellung magnetischer / elektrischer Kreis Fluss - Durchflutung - Flussdichte Aufgabe: Durchflutung - magnetische Flussdichte Magnetischer Widerstand Linearer magnetischer Widerstand Nichtlinearer magnetischer Widerstand Magnetische Feldstärke 1 Magnetische Feldstärke 2 Beispielaufgabe magnetischer Kreis Aufgabe: Durchflutung - Feldstärke - Induktion Beispielaufgabe mit Eisenkern Aufgabe: Flussdichte Aufgabe: magnetischer Kreis Aufgabensammlung Aufgabe: Begriffe zuordnen Hysterese - Koerzitivfeldstärke - Remanenz Abhängigkeit der Permeabilität von der Feldstärke Aufgabe: Berechnung der relativen Permeabilität Beispielaufgabe Flussdichte Hysteresekurve Steigung und Fläche der Hysteresekurve Aufgabe: Magnetisierungskennlinie Aufgabe: "hartmagnetisch" Aufgabe: Koerzitivfeldstärke Aufgabe: Remanenz Aufgabe: Berechnung B und H

2 Aufgabe: Berechnung H und N Aufgabe: Berechnungen Magnetwerkstoffe Hartmagnetische Werkstoffe Chemische und mechanische Eigenschaften Magnetische Eigenschaften Herstellung von Magneten Magnetisierungsmöglichkeiten Formen von Dauermagneten Bleche für elektrische Maschinen Aufgabe: isotrope Magnete Aufgabe: Magnetisierungsrichtung Magnetwerkstoffe Elektromagnetismus Magnetfelder stromdurchflossener Leiter Magnetfelder stromdurchflossener Leiter Rechte-Hand-Regel Feldlinienrichtung Beeinflussung gleichsinnig stromdurchflossener Leiter Beeinflussung gegensinnig stromdurchflossener Leiter Kraft auf stromdurchflossene Leiter Kraftwirkung in Abhängigkeit der Stromrichtung Stromdurchflossene Leiterschleife im Magnetfeld Beispielaufgabe Kraft- und Drehmomentberechnung Aufgabe: Drehspulinstrument Aufgabe: Drehmomentberechnung Aufgabe: Ankerstromberechnung Kraft zwischen zwei parallelen Leitern Beispielaufgabe zwei stromdurchflossene Leiter Aufgabe: Kraftberechnung Stromschienen Aufgabe: Kraftberechnung Leiterbahnen Elektromagnetische Induktion Induktion der Ruhe und der Bewegung Höhe der induzierten Spannung Polarität der induzierten Spannung Aufgabe: Induktionsberechnung Aufgabe: Feldstärkeberechnung Spannungserzeugung bei Induktion der Ruhe Lenzsche Regel Beispielaufgabe Aufgabe: induzierte Spannung Aufgabe: induzierte Spannung (Trafo) Wirbelströme Selbstinduktionsspannung und Induktivität Definition der Induktivität Zeitlicher Verlauf der Ausgangsspannung eines Trafos Aufgabe: Selbstinduktionsspannung

3 Aufgabe: Induktivität 1 Aufgabe: Induktivität 2 Gespeicherte Energie in einer Induktivität Induktivität an Gleichspannung Spule an Gleichspannung - Einschaltvorgang Zeitkostante Beispielaufgabe e-funktion Aufgabe: Ladevorgang einer Induktivität Spule an Gleichspannung - Ausschaltvorgang Hohe Induktionsspannung beim Abschalten einer Induktivität Aufgabe: Abschaltzeit Aufgabe: Einschaltvorgang Aufgabe: Ausschaltvorgang Spule an pulsierender Gleichspannung Spule an pulsierender Gleichspannung / I-Glied Spule an pulsierender Gleichspannung / D-Glied Aufgabe: D-Glied 1 Aufgabe: D-Glied 2 Aufgaben: Induktivität an Gleichspannung Elektrische Maschinen Transformatoren Wirkungsweise von Transformatoren Elektrische Maschinen im Überblick Der Transformator Spannungstransformation Übersetzungsverhältnis Stromtransformation Widerstandstransformation Leerlaufverluste / Eisenverluste Leerlaufscheinleistung Bemessungskurzschlußspannung Kurzschlußversuch Aufgabe: Transformatorverluste 1 Aufgabe: Transformatorverluste 2 Transformator - Ersatzschaltbild Kurzschlussstrom Aufgabe: Kurzschlussspannung - Kurzschlussstrom Abhängigkeit der Ausgangsspannung von der Belastung Berechnungsbeispiele Teil 1 Berechnungsbeispiele Teil 2 Besonderheiten von Drehstromtransformatoren Leistungsschild eines Drehstromtransformators Schaltungsvarianten von Transformatorwicklungen Schaltgruppen von Drehstromtransformatoren Gebräuchliche Schaltgruppen (1) Gebräuchliche Schaltgruppen (2) Parallelschaltbedingungen für Drehstromtransformatoren Wirkungsgrad von Drehstromtransformatoren (1)

4 Wirkungsgrad von Drehstromtransformatoren (2) Drehstromtransformator mit ohmsch/induktiver Last Wirkungsgrad parallelgeschalteter Drehstromtransformatoren Aufgabe: Transformatorwirkungsgrad 1 Aufgabe: Transformatorwirkungsgrad 2 Ermittlung Blindleistung und Leistungsfaktor im Leerlauf Aufgabe: Blindleistung und Leistungsfaktor Jahreswirkungsgrad Beispielaufgabe Jahreswirkungsgrad Aufgabe: Jahreswirkungsgrad Buchholzrelais Besondere Ausführungen von Transformatoren Spartransformator Leistungsübertragung beim Spartransformator Aufgabe: Bauleistung Schweißtransformatoren Wandler (Spannungswandler / Stromwandler) Gleichstrommaschinen Mechanischer Aufbau von Gleichstrommaschinen Aufbau von Gleichstrommaschinen - Ständer Leistungsschild der Gleichstrommaschine Aufbau von Gleichstrommaschinen - Anker Kommutierung Magnetische Felder in der Gleichstrommaschine Bürstenfeuer Wendepol- und Kompensationswicklung Betriebseigenschaften von Gleichstrommotoren Betriebseigenschaften von Gleichstrommotoren Aufgabe: Klemmenplatte Nebenschlussmotoren Einschaltstrom Nebenschlussmotoren Aufgabe: Nebenschlussmotor 1 Aufgabe: Nebenschlussmotor 2 Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie des Nebenschlussmotors Drehmomentenkennlinie des Reihenschlussmotors Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie des Reihenschlussmotors Aufgabe: Gegenspannung Reihenschlussmotor Aufgabe: magnetischer Fluss Reihenschlussmotor Aufgabe: Drehzahl Reihenschlussmotor Drehzahl-Drehmomenten-Kennlinie des Doppelschlussmotors Drehstrom- und Wechselstrommaschinen Aufbau und Funktion von Drehstromasynchronmotoren Aufbau des Drehstromasynchronmotors Wirkungsweise des Drehstromasynchronmotors (1) Wirkungsweise des Drehstromasynchronmotors (2)

5 Kreisdrehfeld des Drehstromasynchronmotors Drehfeld des 4-poligen Drehstromasynchronmotors (1) Drehfeld des 4-poligen Drehstromasynchronmotors (2) Aufgabe: Drehstromasynchronmotor 1 Aufgabe: Drehstromasynchronmotor 2 Aufgabe: Drehstromasynchronmotor 3 Drehfeld des 4-poligen Drehstromasynchronmotors (3) Entstehung der Drehbewegung Drehmoment - Drehzahl - Kennlinie Betriebsverhalten von Drehstrommotoren Lastkennlinien Anlassverfahren (Stern-Dreieck) Aufgabe: Anlassverfahren Weitere Anlassverfahren Schleifringläufer Schleifringläufer als elektrische Welle Schleifringläufer als Drehtransformator Dahlandermotor Aufgabe: Dahlandermotor Bremsverfahren (Gleichstrom- und Gegenstrombremsen) Bremsverfahren (generatorisch) Wechselstrommotoren Einphasen - Asynchronmotor Feldverlauf bei Wechselstrommotoren Betriebskondensator bei Wechselstrommotoren Steinmetzschaltung Universalmotor Spaltpolmotor Synchronmotoren Funktionsweise von Synchronmotoren (1) Funktionsweise von Synchronmotoren (2) Betriebsverhalten von Synchronmotoren Synchronmotor als Phasenschieber (Blindleistungsmaschine) Synchrongenerator Wirkungsweise des Synchrongenerators (1) Wirkungsweise des Synchrongenerators (2) Parallelschaltung von Synchrongeneratoren

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