Elektrotechnik für Studierende Inhalt. Vorwort...11

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1 5 Inhalt Vorwort Signale Definitionen zu Signalen Klassifizierung von Signalen Klassifizierung nach dem Signalverlauf Determinierte Signale Nicht determinierte Signale Klassifizierung nach dem Signalparameter Zeitkontinuierliches Signal Wertkontinuierliches Signal Zeitdiskretes Signal Wertdiskretes (quantisiertes) Signal Periodische Signale Aperiodische (nichtperiodische) Signale Standardsignale Sprungfunktion Verzögerte Sprungfunktion Ausblendeigenschaft der Sprungfunktion Anstiegsfunktion (Rampenfunktion) Impulsfunktion Mittelwerte periodischer Größen Effektivwert Gleichrichtwert Formfaktor Scheitelfaktor Zusammenfassung Sinusgrößen Bedeutung sinusförmiger Wechselgrößen Erzeugung sinusförmiger Wechselspannung Entstehung der Sinuskurve Nullphasenwinkel Phasenverschiebung Zeigerdarstellung von Sinusgrößen Addition und Subtraktion von Sinusgrößen...62

2 6 Elektrotechnik für Studierende Inhalt Addition durch Zeiger Algebraische Addition der Momentanwerte Zusammenfassung Wechselstromwiderstände Wechselstromkreis mit ohmschem Widerstand Wechselstromkreis mit Induktivität Wechselstromkreis mit Kapazität Scheinwiderstand Zusammenfassung Einfache Sinusstromkreise Reihenschaltung von Wirkwiderständen Reihenschaltung von Wirkwiderstand und Spule Zeigerdiagramm Berechnung der Zeitfunktion von Strom oder Spannung Reihenschaltung von Wirkwiderstand und Kondensator Parallelschaltung von Wirkwiderständen Parallelschaltung von Wirkwiderstand und Spule Parallelschaltung von Wirkwiderstand und Kondensator Gemischte Schaltungen und Zeigerdiagramm Zusammenfassung Leistung im Wechselstromkreis Augenblicksleistung Wirkleistung Blindleistung Scheinleistung Leistung im rein ohmschen Widerstand Leistung im rein induktiven Blindwiderstand Leistung im rein kapazitiven Blindwiderstand Leistung im Scheinwiderstand Leistungsfaktor Blindleistungskompensation Zusammenfassung...144

3 7 6 Komplexe Berechnung linearer Netzwerke Vorbetrachtung Komplexe Rechnung Begriffe und Schreibweisen der komplexen Rechnung Rechenregeln für imaginäre Zahlen Rechenregeln für komplexe Zahlen Rechnen mit der Komponentenform Rechnen mit der Exponentialform Rechnen mit der trigonometrischen Form Spezielle Formeln Betrag eines Bruches aus komplexen Zahlen Winkel eines Bruches aus komplexen Zahlen Winkel eines Produktes von komplexen Zahlen Komplexe Sinusspannungen und -ströme Vorgehen bei der Berechnung eines Netzwerkes mit sinusförmiger Erregung Komplexe Widerstände Komplexes ohmsches Gesetz Komplexer Widerstand und komplexer Leitwert Komplexer Widerstand eines ohmschen Widerstandes Komplexer Widerstand einer Induktivität Komplexer Widerstand einer Kapazität Komplexe Wechselstromleistung Leistungsanpassung bei Wechselstrom Wirkleistungsanpassung Scheinleistungsanpassung Leistungsanpassung bei ohmschem Lastwiderstand Zusammenfassung Umwandlung von Netzwerken Ersatzschaltungen Äquivalente Schaltungen Äquivalenz bei Zweipolen Bedingte Äquivalenz Unbedingte Äquivalenz...200

4 8 Elektrotechnik für Studierende Inhalt Äquivalenz bei Vierpolen Duale Schaltungen Reziprozität (Umkehrbarkeit) Zusammenfassung Einfache Wechselstrom schaltungen im Komplexen RL-Reihenschaltung RC-Reihenschaltung RL-Parallelschaltung RC-Parallelschaltung Analyse allgemeiner Wechselstromnetze, Beispiele Wechselstromkreise in Abhängigkeit der Frequenz Ersatzschaltungen für passive lineare Bauelemente Widerstand mit Eigenkapazität und Eigeninduktivität Ersatzschaltung der Spule Ersatzschaltung des Kondensators Zusammenfassung Schwingkreise, Grundlagen LC-Reihenschwingkreis ohne Verluste Freie Schwingungen Energiespeicherung beim verlustfreien LC-Reihenschwingkreis Impedanz des verlustfreien LC-Reihenschwingkreises Erzwungene Schwingungen, Frequenzgang LC-Reihenschwingkreis mit Verlusten, Einschwingvorgang Lineare Differenzialgleichung 2. Ordnung Freie Schwingungen Erzwungene Schwingungen Zusammenfassung Reihenschwingkreis und komplexe Rechnung Frequenzabhängigkeit des Widerstandes Zeigerdiagramm des komplexen Widerstandes Phasenresonanz, Betragsresonanz Allgemeine Definition der Phasenresonanz Frequenzabhängigkeit der Phase Resonanzkurven des Reihenschwingkreises...299

5 Frequenzabhängigkeit des Stromes Frequenzabhängigkeit der Spannungen Zusammenfassung LC-Parallelschwingkreis LC-Parallelschwingkreis ohne Verluste LC-Parallelschwingkreis mit Verlusten Frequenzabhängigkeit des Widerstandes Zeigerdiagramm des komplexen Leitwertes Frequenzabhängigkeit der Phase Frequenzabhängigkeit der Spannung Frequenzabhängigkeit der Ströme Berücksichtigung realer Bauelemente Anwendungen von Schwingkreisen Anwendungen eines Reihenschwingkreises Anwendungen eines Parallelschwingkreises Zusammenfassung Literaturverzeichnis Stichwortverzeichnis...341