5.1. Augenblickswert der Leistung Mittelwerte der Leitung Wirkleistung...106

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1 Inhaltsverzeichnis 1. Einführung in die Wechselspannungstechnik Beziehungen zur Gleichspannungstechnik Definition der Wechselgrößen Artender Wechselgrößen Möglichkeiten zur Erzeugung von sinusförmigen Wechselspahnungen Wechselstromgenerator Rückkopplungsschaltung Darstellung von Wechselspannungen Schleifenoszillograf Katodenstrahloszilloskop Kennwerte der Wechselspannung Allgemeine Kennwerte Spezielle Kennwerte Gleichwert Gleichrichtwert Effektivwert Scheitelfaktor, Formfaktor, Welligkeit Darstellung von sinusförmigen Wechselgrößen gleicher Frequenz Resultierende Spannung im Liniendiagramm Zeigerbild Zusammenfassungzu Verhalten der Wtelemente bei sinusförmiger Wechseispannung Ohmsches Schaltelement Kapazitives Schaltelement Induktives Schaltelement Widerstandskennlinien und Frequenzabhängigkeit Reihenschaltungen Reihenschaltung von ohmschem Widerstand und Kapazität Reihenschaltung von ohmschem Widerstand und Induktivittit Reihenschaltung von ohmschem Widerstand. Kapaziiät und Induktivität ParallelschaItungen Paraileischaitung von ohmschem Widerstand und Kapazität Paraiiclschaitung von ohmschem Widerstand und Induktivititt Parallelschaltungvon ohmschem Widerstand. Kapazität und InduktivitHt... 55

2 3.3. Dualitätsprinzip Reihen-Parallel-Resonanz Kenngrößen der Resonanzkreise Zusammenfassung zu 2.und ubungen zu 2.und SymbolischeBerechnung von Wechselstromkreisen Darstellung des Zeigers als komplexe Größe Ruhender Zeiger Umlaufender Zeiger Rechenregeln für komplexe Zahlen Symbolische Darstellung von Wechselgrößen in der komplexen Ebene Hin- und Rücktransformation Einführung des Widerstands- und Leitwertoperators Widerstands- und Leitwertoperatoren der Schaltelemente Ohmscher Widerstand Kapazität Induktivität Komplexe Berechnung von Wechselstromkreisen Reihenschaltung von Schaltelementen Allgemeiner Fall Reihenschaltung von ohmschem Widerstand und Kapazität Reihenschaltung von ohmschem Widerstand und Induktivität Reihenschaltung von ohmschem Widerstand. Kapazität und Induktivität Parallelschaltung von Schaltelementen Allgemeiner Fall Parallelschaltung von ohrnschem Widerstand und Kapazität Parallelschaltung von ohmschem Widerstand und Induktivität Parallelschaltung von ohmschem Widerstand. Kapazität und Induktivität Gemischte Schaltungen Komplexer Spannungsteiler Komplexer Stromteiler Allgemeine Wechselstrombrücke Netzwerkberechnung Umwandlung einer Parallelschaltung in eine gleichwertige Reihenschaltung und umgekehrt Umwandlung einer Dreieckschaltung komplexer Widerstände in eine gleichwertige Sternschaltung und umgekehrt Netnverkberechnung durch direkte Anwendung der Kirchhoffschen Sätze Maschenstromverfahren Knotenspannungsverfahren Zweipoltheorie... Zusammenfassung zu ubungen zu Energie und Leistung im Wechselstromkreis Augenblickswert der Leistung Mittelwerte der Leitung Wirkleistung...106

3 Inhaltsverzeichnis Blindleistung Scheinleistung Leistungsfaktor und seine Verbesserung Komplexe Darstellung der Leistung Zusammenfassungzu Ortskurven Zweck und Bedeutung der Ortskurven Inversion Inversion eines Punktes Inversion von Kurven Inversion einer Geraden. die durch den Ursprung geht Inversion einer Geraden. die nicht durch den Ursprung geht Inversion eines Kreises. der durch den Ursprung geht Inversion eines Kreises. der nicht durch den Ursprung geht Inversion einer beliebigen Kurve Widerstands- und Leitwertsortskurven Ortskurven einfacher RC- und RL-Reihenschaltungen und RC- und RL- Parallelschaltungen Ortskurven von RLC-Reihen- und Parallelschaltungen Ortskurven zusammengesetzter Schaltungen Widerstands- und Leitwertskreisdiagramm Entstehung des Widerstands- und Leitwertskreisdiagrarnms Umwaodlung von Widerständen in Leitwerte und umgekehrt Umwandlung von Reihenschaltungen in ParalIelschaltungen Reihen- und Parallelschaltung von Widerständen Spannungs- und Stromortskurven Eigenschaften technischer Schaltelemente Technisches ohmsches Schaltelement Technischer Kondensator Technische Spule Luftspule Spule mit ferromagnetischem Kern Verlustfaktor und Spulengüte Selbstinduktivitätskonstantevon Spulen mit ferromagnetischem Kern Drosselspule mit Vormagnetisiening Transformator Funktion als technisches Schaltelement und Ausfühningsfonnen Wirkprinzipien klaufender Transformator

4 10 Inhaltsverzeichnis Belasteter Transformator Ersatzschaltbilder des Transformators Ersatzschaltung in der Leistungselektrik Ersatzschaltung in der Informationselektrik Zusammenfassung zu Einfühning in die Vierpoltheorie Vierpolgleichungen Vierpolgleichungen in Widerstandsform Vierpolgleichungen in Leitwertform Vierpolgleichungenin Kettenform Vierpolgleichungen in Hybridform Vierpolgleichungen in Matrizenschreibweise Umgekehrt betriebener Vierpol Umgepolter Vierpol Zusammenschalten von Vierpolen Reihenschaltung von Vierpolen Parallelschaltung von Vierpolen Kettenschaltung von Vierpolen Reihen-Parallel-Schaltung von Vierpolen Bedeutung der Elemente der Vierpolmatrizen Matrizen von Grundvierpolen Längswiderstand Querwiderstand Kreuzverbindung T-Halbglied n-halbglied Entartete Vierpole Symmetrische T-Schaltung Unsymmetrische T-Schaltung Symmetrische n-schaltung Unsymmetrische n-schaltung X-Schaltung Brücken-T-Schaltung Obertrager Anwendungsbeispiele Zusammenfassung zu Übungen zu Symmetrisches Dreiphasensystem Entstehung des Dreiphasensystems Verkettetes Dreiphasensystem Stemschdtung Drtiwkschaltung

5 9.2. Anwendungen Entstehung magnetischer Felder in elektrischen Maschinen Drehfeldmaschinen Leistung im Dreiphasensystem Unsymmetrisches Dreiphasensystem Einführung eines komplexen Operators Unsymmetrie 1.Ordnung Unsymmetrie 2.Ordnung Berechnung unsymmetrischer Dreiphasensysteme Auswirkungen auftretender Unsymmetrien im praktischen Betrieb Zusammenfassung zu Stromkreise mit nichtsinusförmigen Spannungen und Strömen Einleitung Bedeutung und Entstehung nichtsinusförmiger Spannungen und Ströme Mathematische Behandlung von Stromkreisen mit nichtsinusförmigen Spannungcc undströmen 'Berechnung mit der Fourier-Reihe Berechnung mit der Taylor-Reihe Weitere Berechnungsverfahren Darstellung nichtsinusförmiger Spannungen und Ströme Kenngrößen nichtsinusförmiger Spannungen und Ströme Effektivwert Verzerrung Leistung nichtsinusförmiger Spannungen und Ströme Verhalten linearer Schaltelemente bei nichtsinusförmiger Erregung Verhalten nichtlinearer Schaltelemente bei sinusförmiger Erregung Scba]tvor&ge bei Gleich- und WechseIstrom Strom- und Spannungsverhalten der Schaltelemente R. C und L bei Schaltsprüngen Ohmscher Widerstand R Kapazitätc Induktivität L , Lösungsverfahren zur Ermittlung der Sprungantwort bzw. ifbergangsfunktion bei Netzwerken mit Gleich- und Wechselspannung Lösung homogener linearer ~ifferentialgleichungen Lösung inhomogener linearer Differentialgleichungen Lösung gewöhnlicher Differentialgleichungen mittels Laplace-Transformation Grafische Ermittlung der Abklingzeit r (Zeitkonstante)

6 12 Inhaltsverzeichnis Berechnung typischer Schaltvorgänge Netzwerke mit einem Energiespeicher (C oder L) Ein- und Ausschalten einer Gleichspannung an einem RC-Glied Einschalten einer sinusförmigen Wechselspannung an einem RC-Glied Ein- und Ausschalten einer Gleichspannung an einem RL-Glied Einschalten einer sinusförmigen Wechselspannung an einem RL-Glied Netzwerke mit zwei Energiespeichern (C und L) Einschalten einer Gleichspannung Einschalten einer sinusförmigen Wechselspannung Zusammenfassung zu Lösungen zu den Aufgaben und flbungen Lösungen zu den Aufgaben Lösungen zu den Übungen Verzeichnis der verwendeten Standards Sachwörterverzeichnis...330