Elektrotechnik 2. Reinhold Paul. Grundlagenlehrbuch. Netzwerke. Springer-Verlag Berlin Heidelberg NewYork London Paris Tokyo HongKong Barcelona

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1 Reinhold Paul Elektrotechnik 2 Grundlagenlehrbuch Netzwerke Zweite, überarbeitete Auflage Mit 188 Abbildungen und 44 Tafeln Springer-Verlag Berlin Heidelberg NewYork London Paris Tokyo HongKong Barcelona

2 Inhaltsverzeichnis Verzeichnis der wichtigsten Symbole XIV 5 Netzwerke und ihre Elemente Netzwerkelemente Quellen Unabhängige Quellen Gesteuerte Quellen Überlagerungssatz und Zweipoltheorie in Netzwerken mit gesteuerten Quellen. Leistungsbetrachtung Widerstand Zeitunabhängiger Widerstand Unabhängig gesteuerter linearer Widerstand Kapazität Zeitunabhängige Kapazität Unabhängig gesteuerte Kapazität Induktivität Dynamische Kennlinie Energiebeziehungen Netzwerkerregung Erregungsarten Sinusförmige Erregung Mittelwerte periodischer Größen Netzwerke Netzwerkstruktur Maschenstromanalyse Knotenspannungsanalyse Netzwerktheoreme Reziprozitätstheorem Miller-Theorem Teilungssatz symmetrischer Netzwerke Netzwerkgleichung 77 6 Netzwerke bei stationärer harmonischer Erregung Analyse im Zeitbereich Verhalten der Netzwerkelemente R, L, C Berechnung einfacher Netzwerke Zusammenschaltung von Wirk- und Blindschaltelementen Allgemeines Lösungsverfahren 96

3 X Inhaltsverzeichnis 6.2 Analyse im Frequenzbereich Darstellung harmonischer Funktionen durch komplexe Größen Komplexe Größen Zeitveränderliche komplexe Größen. Zeigerdarstellungen Netzwerkberechnung über den Frequenzbereich Transformation der Netzwerk-Differentialgleichung Transformation des Netzwerkes Widerstands- und Leitwertoperator Widerstands-(Leitwert-)operatoren der Netzwerkelemente R, L, C und ihrer Zusammenschaltungen Netzwerktransformation Anwendungen der Netzwerktransformation Zeigerdiagramm Frequenzgang F(jco) Darstellung von Netzwerkfunktionen durch Ortskurven. Inversion komplexer Größen Ortskurven Inversion von komplexen Größen und Ortskurven Inversion einer komplexen Größe Inversion von Ortskurven Frequenzgang F(jco) und Ortskurve Inversionsdiagramm Betrags- und Phasendiagramm Energie und Leistung im Wechselstromkreis Leistung und Energie für periodische Ströme und Spannungen Leistungsdarstellung für sinusförmige Ströme und Spannungen im Zeitbereich Leistungsberechnung mit rotierenden Zeigern. Komplexe Leistung Leistungsübertragung im Grundstromkreis Eigenschaften und Verhalten wichtiger Netzwerke Zusammenschaltung von Netzwerkelementen Wirk- und Blindschaltelemente Klemmenverhalten technischer Bauelemente RC-Netzwerke Resonanzkreise Resonanzphänomene Reihen- und Parallelschwingkreis Zusammenspiel Schwingkreis aktiver Zweipol Anwendungen Vierpole Grundeigenschaften des Vierpols Vierpolbegriff Vierpolgleichungen Darstellungsarten 237

4 Inhaltsverzeichnis XI Vierpolkennlinien Kleinsignalaussteuerung Ersatzschaltungen Vierpolarten Vierpoltransformationen Vierpolzusammenschaltungen Grundtypen Rückkopplungsprinzip Vierpol in der Schaltung. Vierpol-Betriebsgrößen Betriebswiderstände und -leitwerte Übertragungsgrößen Wichtige Vierpole und deren Anwendung Elementarvierpole Wechselstrombrücken- und Kompensationsschaltungen Phasendrehvierpole Übersetzervierpole Proportionalübersetzervierpole Dualübersetzervierpole Transformator Vierpoldarstellung Ersatzschaltung Eigenschaften Verstärkervierpol Lineare Netzwerke bei mehrwelliger Erregung Darstellung einer periodischen Funktion durch eine Fourier-Reihe Fourier-Reihe Zeitfunktion und Spektrum Mehrwellige Zeitfunktionen und ihre Kenngrößen Netzwerke bei mehrwelliger Erregung Dreiphasig erregte Netzwerke Drehstromquellen Sternschaltung Dreieckschaltung Drehstromverbraucher Leistung im Drehstromnetzwerk Analyse einfacher Drehstromnetzwerke Übergangsverhalten von Netzwerken Lösungsmethoden im Zeitbereich Netzwerke bei Sprungerregung. Mathematisch-physikalische Grundlagen Lösungsverfahren 346

5 XII Inhaltsverzeichnis Netzwerke mit einem Energiespeicher Netzwerk-Sprungerregung RC-Netzwerk. Periodische Erregung KL-Netzwerk. Zweipoltheorie Netzwerke mit zwei Energiespeichern Schwingkreis. Sprungerregung Netzwerke bei beliebiger Erregung Sprungerregung. Sprungantwort Anstiegserregung Impulserregung. Impulsantwort Anwendungen Verhalten der Grundelemente Anfangswerte der Energiespeicher RC-Netzwerk. Impulserregung i?c-netzwerk. Impuls- und Sprungerregung Zeit- und Frequenzbereich. Komplexe Frequenz Komplexe Frequenz. Komplexe Exponentialfunktion Übertragungsfunktion Zusammenhang Übertragungsfunktion Frequenzgang Pole und Nullstellen der Übertragungsfunktion Laplace-Transformation. Lösungsmethode im Frequenzbereich Laplace-Transformation Laplace-Integral und Laplace-Umkehrintegral Transformationsregeln. Korrespondenzen Netzwerke ohne Anfangsenergie Lösung im Frequenzbereich. Nullzustandsverhalten Nullverhalten Netzwerke mit Anfangsenergie Anfangswerte der Energiespeicher Beispiele Allgemeine Lösungsverfahren 413 Literaturverzeichnis 417 Sachverzeichnis 418

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