Elektrotechnik. Elektronik

Transkript

1 Herbert Bernstein Grundlagen der Elektrotechnik und Elektronik Praxisnahes Lernen mit dem PC als Simulationssystem Mit 310 Abbildungen IIIBibliothek Franzis

2 Inhalt 1 Messverfahren in der Elektrotechnik/Elektronik Untersuchung von Stromarten... v Gleichstrom '..' Spannungssignale Messungen mit dem Voltmeter Messungen mit dem Amperemeter Messungen mit dem Ohmmeter Der einfache Stromkreis Das ohmsche Gesetz, ' Ohmsche Widerstände Leitungswiderstände Temperaturabhängigkeit von Widerständen Stromdichte Reihenschaltung von Widerständen Parallelschaltung von Widerständen Gemischte Widerstandsschaltungen Spannungsteiler Einstellbarer Spannungsteiler Vorwiderstand Der erweiterte Stromkreis Kenngrößen von Spannungsquellen Reihen- und Parallelschaltung von Spannungsquellen Messbereichserweiterang bei Spannungsmessern Messbereichswerterweiterung bei Strommessern Indirekte Messung von Widerständen Messungen an Spannungsteilern Dezibel-Messung Brückenschaltung 86 2 Praktische Messtechnik mit dem Oszilloskop Messen mit dem Oszilloskop 90

3 8 Inhalt Aufbau eines analogen Oszilloskops Horizontale Zeitablenkung und X-Verstärker Triggerung * : Y-Eingangskanal mit Verstärker Zweikanaloszilloskop Messungen an Wechselspannungen Einstellungen für das Zweikanaloszilloskop Frequenz und Periodendauer Messen von Spannungen Addition von Wechselspannungen Scheitelfaktor und Formfaktor Messung einer Schwebung Messung einer Amplitudenmodulation Messung einer Frequenzmodulation Frequenz- und Phasenmessungen -.: Lissajous-Figüren zur Frequenzmessung : Lissajous-Figuren zur Phasenmessung Aufnahme von Kennlinien Analyseverfahren Konvergenzprobleme und Analysefehler Simulation und Analyse ; : AC-Frequenzanalyse Transientenanalyse Fourier-Analyse Monte-Carlo-Analyse Kondensator Physikalische Grandlagen Elektrische Feldstärke Elektrisches Feld Kondensatoren an Gleichspannung Aufbau von Festkondensatoren Aufbau von Kunststoffkondensatoren Elektrolytkondensätoren : Veränderbare Kondensatoren Kapazitäten von Kondensatoren und Leitungen Kondensator an Rechteckspannung Vorgänge am RC-Glied RC-Glied an symmetrischer Rechteckspannung Integrierglied an unsymmetrischer Rechteckspannung Differenzierglied 206

4 Inhalt Nadelimpulsgenerator......*..., KO-Tastkopf mit frequenzkompensiertem Spannungsteiler Kondensator an Wechselspannung Kapazitätsmessung durch Strom und Spannung Kapazitätsmessung durch Spannungsvergleich Parallelschaltung von Kondensatoren Reihenschaltung von Kondensatoren...: Kapazitive Blindleistung Wirkleistung und Phasenverschiebung....;:...; Phasenmessung mittels Lissajous-Figur... ;.: Reihenschaltung von Kondensator und Widerstand Parallelschaltung von Kondensator und Widerstand Filterschaltungen mit Widerständen und Kondensatoren RC-Tiefpassfilter Untersuchung eines Tiefpassfilters mit Bode-Plotter RC-Hochpassfilter Schaltungen mit Kondensatoren.v Kondensator als Strombegrenzer......; Einfache Kapazitätsmessbrücke Wien-Brücke für Kondensatormessungen Maxwell-Brücke für Kondensator- und Spulenmessüngen Schering-Brücke für Kondensatormessungen...: !6 Frequenzunabhängige Maxwell-Brücke : Spulen Physikalische Grandlagen Magnetischer Fluss und magnetische Feldstärke Magnetische Feldstärke und magnetische Flussdichte Hysterese Permeabilität Magnetische Kernformgrößen Magnetischer Widerstand Kräfte und Energie im Magnetfeld Aufbau und Wirkungsweise von Spulen...; Luftspulen Spulen mit magnetisierbarem Kern Blechkerne Ferritkerne Ferritkerne mit und ohne Luftspalt Kerne für Filteranwendungen Spule an Gleichstrom 287

5 0 Inhalt Messung einer idealen Spule Spule an Rechteckspannung :; Spule im Wechselstromkreis Messung einer idealen Spule Messung einer realen Spule Parallelschaltung von Spulen...: Reihenschaltung von Spulen ; Induktive Blindleistung Wirkleistung und Phasenverschiebung Reiherischaltung von Widerstand und Spule Parallelschaltung von Widerstand und Spule Filterschaltungen mit Widerstand und Spule RL-Tiefpassfilter RL-Hochpassfilter Transformatoren und Übertrager Funktionsweise Kleintransformatoren , Simulation eines idealen Transformators Berechnung eines Transformators Innenwiderstand eines Transformators Kopplung mit Übertragern und Transformatoren SPICE-Modelle für Induktivitäten : Relais und Schalter Aufbau eines Relais Simuliertes Relais Tastaturgesteuerter Schalter Zeitgesteuerter Schalter Spannungsgesteuerter Schalter ; Stromgesteuerter Schalter : Spannungsgesteuerter Analogschalter ; Sicherheitsrelais Lautsprecher Aufbau eines Lautsprechers Simulation eines Lautsprechers Gleichstrommotor Wirkungsweise eines Gleichstrommotors Elektromotoren und Antriebstechnik Zusammengesetzte Wechselstromkreise Reihen-und Parallelschaltung von Widerstand, Kondensator und Spule 358

6 Inhalt Reihenschaltung von R, C und L...: Simulation einer RCL-Reihenschaltung Parallelschaltung von R, C und L Simulation einer RCL-Parallelschaltung Messung der Leistung im Wechselstromkreis Elektrische Arbeit und Energie Leistungsmessung bei Einphasenwechselstromkreis Kompensationsschaltung für den Einphasenbetrieb Schwingkreise ; Verluste in Wechselstrom^ und Schwingkreisen Simulation eines idealen Reihenschwingkreises Simulation eines idealen Parallelschwingkreises Realer Schwingkreis ; Güte und Bandbreite Simulation realer Widerstände Simulation eines realen Kondensators Simulation einer realen Spule Bandspreizung Filterschaltungen CL-Bandpass CL-Bandsperre Kritische Bandfilter Einfache LC- und CL-Glieder T- und rc-filter m-filter Phasenschieber RC-Tiefpass-Phasenkette RC-Hochpass-Phasenkette RC-Bandpass RC-Bandsperre Phasenschieberbrücke, Bandfilter Induktive Kopplung Kapazitive Kopfpunktkopplung Kapazitive Fußpunktkopplung Hinweise zur CD 444 Sachverzeichnis...'.' 445