Aufgabensammlung Elektrotechnik 1

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1 Martin Vömel Dieter Zastrow 2008 AGI-Information Management Consultants May be used for personal purporses only or by libraries associated to dandelon.com network. Aufgabensammlung Elektrotechnik 1 Gleichstrom und elektrisches Feld Mit strukturiertem Kern wissen, Lösungsstrategien und -methoden 2., verbesserte Auflage vieweg

2 Inhaltsverzeichnis Gleichstrom 1 Elektrischer Stromkreis (Übersicht) Definition und Richtungsfestlegung von Stromkreisgrößen Grundgesetze im Stromkreis Aufgaben Lösungen 8 2 Leiterwiderstand, Isolationswiderstand (Übersicht) Berechnung von Widerständen aus Werkstoffangaben Ohm'sches Gesetz, Stromdichte Aufgaben Lösungen 14 3 Widerstandsschaltungen (Übersicht) Ersatzwiderstand von Schaltungen Hilfssätze zur Schaltungsberechnung Aufgaben Lösungen 24 4 Spannungsteilung, Stromteilung (Übersicht) Teilungsgesetze Lösungsmethoden Aufgaben Lösungen 32 5 Temperaturabhängigkeit von Widerständen (Übersicht) Rechnerische Erfassung von Widerstandsänderungen auf Grund von Temperatureinflüssen Berechnung stationärer /-[/-Kennlinien von temperaturabhängigen Widerständen Aufgaben Lösungen 41 6 Vorwiderstand (Übersicht) Rechnerisches Lösungsverfahren Grafisches Lösungsverfahren für nichtlineare Widerstände Aufgaben Lösungen 48 7 Messbereichserweiterung von Drehspulmessgeräten (Übersicht) Berechnung der Vor- und Nebenwiderstände Aufgaben Lösungen 54

3 VIII Inhaltsverzeichnis 8 Widerstandsmessung mit der /-{/-Methode (Übersicht) Methodenfehler durch Messgeräte Aufgaben Lösungen 59 9 Arbeit, Leistung, Wirkungsgrad (Übersicht) Energieumsatz bei Wärmegeräten und Antrieben Aufgaben Lösungen Spannungsquelle mit Innenwiderstand (Übersicht) Ersatzschaltung Belastungsfälle Aufgaben Lösungen Spannungsteiler (Übersicht) Unbelasteter, belasteter Spannungsteiler Lösungsmethoden Aufgaben Lösungen Wheatstone'sche Brückenschaltung (Übersicht) Abgleichbrücke Ausschlagsbrücke Aufgaben Lösungen Spannungsfall und Leistungsverlust auf Leitungen (Übersicht) Einfache und verteilte Stromabnahme bei Gleich- oder Wechselstrom (1/N/PE-Netz) ohne Phasenverschiebung Aufgaben Lösungen 89

4 Inhaltsverzeichnis IX Netzwerke 14 Lösungsmethoden zur Analyse von Netzwerken (Übersicht) Begriffserklärungen und Vereinbarungen Gesetzmäßigkeiten für die Untersuchung des Netzwerkes Anwendung der Gesetzmäßigkeiten auf folgende Teile des Netzwerkes Direkte Auswertung der Maschen und Knotenanalyse (Übersicht) Unmittelbare Anwendung der Kirchhoffschen Gesetze zur Schaltungsanalyse Aufgaben Lösungen Kreisstromverfahren (Maschenstromverfahren) (Übersicht) Abgeleitete Anwendungen aus den Kirchhoffschen Gesetzen Aufgaben Lösungen Das Knotenspannungsverfahren (Übersicht) Abgeleitete Anwendungen aus den Kirchhoffschen Gesetzen Aufgaben Lösungen Spannungs- und Stromteiler-Ersatzschaltungen (Übersicht) Aufgaben Lösungen Anwendung der Stern-Dreieck-Transformation zur Berechnung von Teilspannungen und -strömen (Übersicht) Netzwerkvereinfachungen und-berechnungen Aufgaben Lösungen Anwendung der Ersatz-Spannungs- und -Stromquellen (Übersicht) Netzwerkvereinfachungen mit Ersatz-Zweipolen Aufgaben Lösungen Superpositionsgesetz (Übersicht) Wirkungsüberlagerung in einem linearen System Aufgaben Lösungen Umlauf- und Knotenanalyse unter Benutzung eines "vollständigen Baumes" (Übersicht) Abgeleitete Anwendungen des Maschenstrom- und Knotenspannungsverfahrens Aufgaben Lösungen 173

5 X Inhaltsverzeichnis Elektrisches Feld 15 Elektrostatisches Feld (Übersicht) Feldbüder und Berechnung elektrostatischer Felder Aufgaben Lösungen Kondensator, Kapazität, Kapazitätsbestimmung von Elektrodenanordnungen (Übersicht) Aufgaben Lösungen Zusammenschaltung von Kondensatoren (Übersicht) Parallelschaltung Reihenschaltung Aufgaben Lösungen Energie und Energiedichte im elektrischen Feld (Übersicht) Aufgaben Lösungen Kräfte im elektrischen Feld (Übersicht) Berechnung aus Feldgrößen Berechnung aus Energieansatz Wirkungsrichtung Aufgaben Lösungen Auf- und Entladung von Kondensatoren (Übersicht) Konstantstromaufladung Berechnung von ÄC-Gliedschaltungen Aufgaben Lösungen 238 Anhang: Mathematische Ergänzungen 241

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