Gliederung. 1 Einführung

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1 OSLE FÜ TENK ND WTSFT DESDEN (F) Fachbereich Elektrotechnik Prof. Dr.-ng. habil. oland Stenzel Prof. Dr.-ng. habil. Wilfried Klix Prof. Dr.-ng. Norbert Michalke 09/007 Elektrotechnik liederung Einführung rundbegriffe der Elektrotechnik. Elektrische Ladungen. Leiter, albleiter und Nichtleiter.3 Elektrischer Strom und Stromdichte.4 Energie im Stromkreis.5 Potential und Spannung.6 Elektrische Feldstärke.7 Leistung und Wirkungsgrad 3 weipole 3. Begriff 3. Bezugspfeilsysteme 3.3 Passive weipole 3.3. Strom-Spannungs-Kennlinie 3.3. Ohmsches esetz Temperaturabhängigkeit 3.4 ktive weipole 3.4. Leerlauf und Kurzschluss 3.4. deale Quellen Lineare aktive weipole 3.5 usammenschaltung von weipolen 3.5. rbeitspunkt 3.5. Leistungsanpassung usammenschaltung aktiver weipole 3.6 Knotensatz 3.7 Maschensatz 3.8 Ersatzzweipole 3.8. Passive Ersatzzweipole 3.8. Lineare aktive Ersatzzweipole Nichtlineare Ersatzzweipole 3.9 nwendungen 3.9. Spannungs- und Stromteiler 3.9. Brückenschaltungen Strom- und Spannungsmessung 4 Vierpole 4. Vierpolbegriff 4. Lineare Vierpole 4.. Vierpolgleichungen 4.. Bestimmung der Vierpolparameter 4..3 usammenschaltung von Vierpolen 4..4 Vierpolarten

2 4.3 esteuerte Quellen 4.4 Vierpolersatzschaltungen 5 Netzwerkberechnungsverfahren 5. nalyse mit dem vollständigen Kirchhoffschen leichungssystem 5.. Netzwerkbeschreibung 5.. ufstellen des leichungssystems 5. weigstromanalyse 5.3 Knotenspannungsanalyse 5.3. ufstellen des leichungssystems 5.3. Erweiterung der Knotenspannungsanalyse 5.4 Überlagerungsverfahren 5.5 Übersicht über Berechnungsverfahren 6 Periodisch zeitabhängige rößen 6. Darstellung periodischer rößen 6. Mittelwerte periodischer rößen 6.3 Sinusförmige Schwingungen 6.3. Kenngrößen 6.3. Mittelwerte Überlagerung von Sinusgrößen eigerdarstellung Komplexe Symbole 6.4 Nichtsinusförmige Schwingungen 7 Netzwerke an Sinusspannungen 7. weipole an Sinusspannung 7.. Strom-Spannungs-Beziehungen 7.. Schaltungsberechnung im eitbereich 7. Komplexe Widerstands- und Leitwertoperatoren 7.. Definitionen und mrechnungen 7.. Komplexer Widerstand und Leiterwert der rundzweipole 7.3 Ersatzzweipole passiver Netzwerke 7.3. eihenschaltung linearer weipole 7.3. Parallelschaltung linearer weipole Ersatzschaltungen 7.4 Komplexe Netzwerkanalyse 7.4. llgemeine Methodik 7.4. Beispiele eigerdiagramme 7.5 Leistung 7.5. Leistungsarten 7.5. Leistung der rundzweipole Lineare aktive weipole und Ersatzschaltungen Leistungsanpassung Blindleistungskompensation

3 Widerstandsnormreihen (E-eihen) und Farbcode bschnitt 3.3. E6.0.5 E E E E E E E E Mathematische Berechnung: En { n 0 k : k 0,...n- } für n 6,, 4, 48, 96, 9 Widerstandswerte im Dezimalbereich größer 0 oder kleiner werden durch Multiplikation/Division der Werte aus der Tabelle mit 0 m (m N) abgeleitet. Toleranzabweichungen: E6 0 %, E 0 %, E4 5 %... E9 0,5 % Farbe. ing. ing 3. ing 4. ing Bedeutung. iffer. iffer Multiplikator Toleranz schwarz braun 0 ± % rot 0 ± % orange gelb grün ± 0.5 % blau ± 0.5 % violett ± 0. % grau weiß gold 0 - ± 5 % silber 0 - ± 0 % keine ± 0 % 3

4 Leitfähigkeit, spezifischer Widerstand und Temperaturkoeffizient bei 0 bschnitt Werkstoff Leitfähigkeit κ (Sm/mm ) Spez. Widerstand ρ (Ωmm /m) Temperaturkoeffizient α 0 (0-3 K - ) Silber Kupfer old luminium Wolfram Messing Eisen (rein) inn Blei Konstantan (u, Ni, Mn) Quecksilber Manganin (u,fe,mn,ni) hromnickel (r, Ni, Fe) 0.05 Stern-Dreieck-mrechnung bschnitt mrechnung mrechnung

5 Übersicht Vierpolgleichungen bschnitt 4.. Vierpol leichungsform und Matrix leichungen Leitwertform + Leitwertmatrix + Widerstandsform Widerstandsmatrix ybridform eihenparallelmatrix Kettenform Kettenmatrix nverse ybridform Parallele eihenmatrix Bezeichnung der Parameter: [ ] S + [ ] Ω Einheiten der Parameter ik ik + + [ ] Ω,[ ] S + [ ] [ ] + ( ) [ ] [ ] + ( ) [ ] Ω,[ ] S + [ ] S,[ ] Ω + [ ] [ ] Kurzschluss-Eingangsleitwert Kurzschluss-Übertragungsleitwert, rückwärts Kurzschluss-Übertragungsleitwert, Kurzschluss-usgangsleitwert, Leerlauf-Eingangswiderstand Leerlauf-Übertragungswid., rückwärts Leerlauf-Übertragungswiderstand, Leerlauf-usgangswiderstand, Kurzschluss-Eingangswiderstand Leerlauf-Spannungsrückwirkung Kurzschluss-Stromübersetzung, Leerlauf-usgangsleitwert, reziproke Leerlauf- negativer reziproker Kurzschluss- Spannungsübersetzung, Übertragungsleitwert, reziproker Leerlauf-Übertragungs- negative reziproke Kurzschlusswiderstand, Stromübersetzung, Leerlauf-Eingangsleitwert Kurzschluss-Stromrückwirkung Leerlauf-Spannungsübersetzung, Kurzschluss-usgangswiderstand, 5

6 6 mrechnung Vierpolparameter bschnitt 4.. () () () () ()

7 usammenschaltung von Vierpolen bschnitt B B + B B + B B + B B B B 7

8 eigerdarstellung bschnitt tt ω ϕ u Û t0 Bezugsachse u Ûcos(ϕ u ) 0 u u Ûcos(ωt +ϕ u ) t t 8

9 Leistungsarten bei sinusförmiger eitabhängigkeit bschnitt 7.5. p u i S P ωt p Q P ωt Wirkleistungsschwingung Blindleistungsschwingung 9