Grundlagen der Elektrotechnik 2

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1 Grundlagen der Elektrotechnik 2 von Wolf-Ewald Büttner Oldenbourg Verlag München Wien

2 V 1 Einleitung 1 2 Grundbegriffe der Wechselstromtechnik Kenngrößen periodisch zeitabhängiger Größen Periodendauer und Frequenz Arithmetischer Mittelwert Gleichrichtwert Effektivwert Formfaktor und Scheitelfaktor Kenngrößen sinusförmiger Wechselgrößen Kreisfrequenz und Nullphasenwinkel Mittelwerte sinusförmiger Wechselgrößen Formfaktor und Scheitelfaktor sinusförmiger Wechselgrößen 16 3 Sinusförmige Wechselgrößen Zeigerdarstellung einer Sinusgröße Überlagerung sinusförmiger Wechselgrößen Überlagerung gleichfrequenter Wechselgrößen Überlagerung verschiedenfrequenter Wechselgrößen Komplexe Rechenmethode Lineare passive Zweipole Komplexer Widerstand und komplexer Leitwert Ohmscher Widerstand Induktiver Blindwiderstand Kapazitiver Blindwiderstand Reihen-und Parallelschaltung passiver Zweipole Reihenschaltung linearer passiver Zweipole und komplexer Widerstände, Spannungsteilerregel Parallelschaltung linearer passiver Zweipole und komplexer Widerstände, Stromteilerregel Äquivalente Schaltungen 57

3 VI 3.6 Netzwerkberechnungen Einfache gemischte Schaltungen Zeigerdiagramme Maschenstromverfahren Knotenpotenzialverfahren Überlagerungsverfahren Zweipoltheorie Wechselstrombrücken Leistung Leistung der Grundzweipole Wirkleistung Blindleistung Scheinleistung und Leistungsfaktor Leistungsmessung im Einphasennetz Komplexe Leistung Blindleistungskompensation Leistungsanpassung Technische Wechselstromwiderstände Widerstand Induktivität Kapazität Resonanz Reihenresonanz Parallelresonanz Widerstandstransformation Netzwerke mit mehreren Resonanzfrequenzen Vierpole Drehstrom Drehstromsystem Grundbegriffe Möglichkeiten des Zusammenschaltens der Stränge Sternschaltung Sternschaltung bei symmetrischer Belastung am Vier- und Dreileiternetz Sternschaltung bei unsymmetrischer Belastung am Vierleiternetz Sternschaltung bei unsymmetrischer Belastung am Dreileiternetz Dreieckschaltung Dreieckschaltung auf der Erzeugerseite Dreieckschaltung bei symmetrischer und unsymmetrischer Belastung Stern- und Dreieckschaltung am Drehstromnetz Leistungen bei Drehstrom Messung der Wirkleistung bei Drehstrom 155

4 VII Messung der Blindleistung bei Drehstrom Blindleistungskompensation Ortskurven Ortskurven bei Reihen- und Parallelschaltungen von Grundzweipolen Inversion von Ortskurven Inversion eines Punktes Inversion einer Geraden Inversion von Kreisen Konstruktion der Ortskurven für Netzwerke Nichtsinusförmige Wechselgrößen und Mischgrößen Harmonische Synthese und Analyse Fourierreihen in reeller Darstellung Spektrum Effektivwert und Leistung Kenngrößen für nichtsinusförmige Wechselgrößen und Mischgrößen Nichtsinusförmige Spannungen und Ströme in linearen Netzwerken Übertragungsfunktion und Schaltvorgänge Übertragungsfunktion Komplexe Kreisfrequenz Aufstellen der Übertragungs- und Dämpfungsfunktion Zusammenschaltung von Netzwerken mit bekannter Übertragungsfunktion Bodediagramm Filter Schaltvorgänge Berechnung eines Gleichstromschaltvorgangs im Zeitbereich Berechnung eines Wechselstromschaltvorgangs im Zeitbereich Laplacetransformation Anwendung der Laplacetransformation auf Erregerfunktionen Anwendung der Laplacetransformation auf die Lösung von Differenzialgleichungen Anwendung der Laplacetransformation in Verbindung mit der Übertragungsfunktion Elektromagnetische Felder Maxwellsche Gleichungen in Integralform Energietransport im elektromagnetischen Feld 270

5 VIII 9 Transformator und Übertrager Aufgaben des Transformators und Übertragers Aufgaben des Transformators Aufgaben des Übertragers Aufgaben des Messwandlers Idealer Transformator Spannungsübersetzung Stromübersetzung Leistungsübertragung Widerstandstransformation Lufttransformator Idealer Lufttransformator Lufttransformator mit Streuung Frequenzgang des fest gekoppelten Übertragers Transformator mit Eisenkern Die Transformatorgleichungen Berücksichtigung der Kernverluste Transformator im Leerlauf Transformator im Kurzschluss Spannungsänderung Praxisgerechte Ersatzschaltbilder Spartransformator Bemessung des Eisenkerns Bemessung von Kleintransformatoren Lösung der Aufgaben 313 Stichwortverzeichnis 349