Aufgaben und Losungen aus der Gleich- und Wechselstromtecllnik

Transkript

1 Aufgaben und Losungen aus der Gleich- und Wechselstromtecllnik Ein Ubungsbuch fur den Unterricht an technischen Hochund Fachschulen sowie zum Selbststudium vou Prof. H. Vieweger nud Ing.W. Vieweger Zehnte, umgearbeitete Auflage Mit 289 Textabbildungen zu 349 Aufgaben und einer Tafel mit Magnetisierungskurven Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH 1931

2 Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1931 Ursprünglich erschienen bei Verlag von Julius Springer 1931 Softcover reprint of the hardcover 10th edition 1931 Additional material to this book can be downloaded from ISBN ISBN (ebook) DOI /

3 Aus dem V orwort zur ersten Auflage. Der Verfasser beabsichtigt mit dem vorliegenden Buche, dem Studierenden der Elektrotechnik ein Hilfsmittel zu bieten, welches ihn befahigt, die Grundgesetze der Elektrotechnik voll und ganz zu seinem geistigen Eigentum zu machen. So auberordentlich vielseitig auch die elektrotechnische Literatur in den letzten Jahren geworden war, fehlte es doch immer noch an einer Sammlung ausflihrlich durchgerechneter Zahlenbeispiele, im besonderen aus dem Gebiete des Wechselstromes. Diesem Mangel hofftder Verfasser hiermit abgeholfen zu haben. Urn das Buch zu einem recht reichhaltigen und namentlich fur Unterrichtszwecke brauchbaren zu machen, sind fast alle Aufgaben mit mehrfachen Zahlenangaben [J versehen, so dab bei der Benutzung im Unterrichte die [J Beispiele zu Hause gerechnet werden konnen. Einem jeden Paragraphen sind die einzuiibenden Gesetze und Formeln, ohne Herleitung, vorangestellt, so dab das Buch auch bei Repetitionen gute Dienste leisten diirfte. Urn denjenigen Studierenden oder bereits in der Praxis stehenden Ingenieuren und Technikern, welche durch Selbstunterricht sich die Lehren der Elektrotechnik aneignen wollen, den Weg zu zeigen, wie man zu den betreffenden Gesetzen und Formeln gelangt ist, sind stets Hinweise auf das ausfiihrliche Lehrbuch der Elektrotechnik "Holzt, Schule des Elektrotechnikers", Verlag von Moritz Schafer, Leipzig, gegeben worden, Die vorliegende Aufgabensammlung scbliebt sich iibrigens in ihrer Disposition vollstandig jenem Buche an und diirfte deshalb vielen Lesern der "Schule des Elektrotechnikers" eine willkommene Erganzung sein. Fast samtliche Ausrechnungen sind mit dem Rechenschieber gemacht worden, so dab die Resultate auf eine Genauigkeit von 0,3 % Anspruch machen. Sollten auber den unvermeidlichen Druckfehlern auch einzelne, im Fehlerverzeichnis nicht enthaltene Rechenfehler untergelaufen sein, so ware der Verfasser fur freundliche Mitteilung derselben dankbar. Mittweida, im Juni H. Vieweger.

4 Vorwort zur zehnten Auflage. Die Veranderungen, die diese Auflage gegeniiber den vorangegangenen aufweist, seien im folgenden kurz angegeben. Urn Hinweise auf andere Lehrbiicher entbehrlich zu machen, wurden die einzuiibenden Formeln in einfacher, aber ausfiihrlicher Weise hergeleitet und den zugehorigen Aufgaben vorangestellt, womit gleichzeitig vielfachen Wiinschen aus dem Leserkreise entsprochen wurde. Dadurch wird auch dem in der Praxis stehendem Elektroingenieur, der plotzlich vor Fragen gesteut wird, die nicht in sein eigentliches Arbeitsgebiet fallen, das Buch als Nachschlagewerk mit seinen aile Gebiete der Elektrotechnik umfassenden Aufgaben von grobem Nutzen sein; entstammen ja eine ganze Reihe von Aufgaben sol chen Anfragen aus der Praxis. Wertvoll diirften einem graben Leserkreise, namentlich den Besitzern von Reparaturwerkstatten und deren Angestellten, auch die Farmeln und Aufgaben iiber die Umwicklung von Maschinen auf eine andere Spannung und evtl. auch fur ein anderes Wicklungsmaterial sein. Ein besonderer Abschnitt wurde dem Kondensator im AnschluB an eine Gleichstromquelle gewidmet, ohne jedoch die friiheren Aufgaben iiber den AnschluB an eine Wechselstromquelle zu vermindern, da ja die Kapazitatserscheinungen in der Technik eine immer mehr wachsende Beachtung verlangen. Durch die Einfiihrung des praktischen Systems, also der Einheiten Volt - Ampere - Ohm, mubten die Abschnitte iiber Magnetismus und Induktion eine vollstandige Umarbeitung erfahren. Eine weitere Umarbeitung erhielt die neue Auflage durch Einfiihrung der Formelzeichen des AEF, die sich auch auf die Abbildungen erstreckte. DaB auch die Deutschen Industrie Normen (DIN) soweit wie moglich beriicksichtigt wurden, ist selbstverstandlich. Der Abschnitt Leitungsberechnung erfuhr eine Erweiterung durch die Einbeziehung von Aufgaben iiber induktive Belastung und induktive Leitung. - Trotz aller Bemiihungen, sich der aubersten Kiirze zu befleibigen, ist der Umfang des Buches auf 349 Aufgaben mit 289 Textabbildungen gestiegen.

5 Vorwort zur zehnten Auflage. v DaB der Verfasser in den friiheren Auflagen das Richtige getroffen zu haben scheint, beweist die Ubersetzung in fast aile Sprachen des Kontinents. Dank gebiihrt der Verlagsbuchhandlung, die weder Miihe noch Kosten gescheut hat, um dem Buche eine gute Ausstattung zu verleihen. Moge auch die neue, zehnte Auflage sich das Wohlwollen des Leserkreises erwerben. Mittweida, im November H. und W. Vieweger.

6 Inhaltsverzeichnis. I. Elektrizitiitslehre. Einleitung Stromstarke, Niederschlagsmenge. 2. Elektrizitatsmenge Eichung von Strommessem 4. Widerstand Widerstandszunahme Ohmsches Gesetz Spannungsverlust Aufgaben iiber Stromverzweigungen 9. Schaltung von Elementen Kirchhoffsche Gesetze Mechanische Arbeit und Wiirme. 12. Das magnetische Feld Der magnetische Kreis Der geradlinige, stromdurchflossene Leiter 15. Induktion a. Selbstinduktion Tragkraft von Magneten Kraftwirkung eines magnetischen Feldes stromdurchflossenen Leiter. 18. Eisenverluste. 19. Der Kondensator.... auf einen Aufgaben Nr Selte } n. Die Eigenschaften der Gleichstrom-Maschinen. 20. Die fremderregte Maschine Die Ankerriickwirkung Die Hauptschlu.Bmaschine Die Nebenschlu.Bmaschine Die Doppelschlu.Bmaschine Die mehrpoligen Maschinen Umwicklung von Maschinen III. Wechselstrom. 27. Definition Mittel und E ektivwerte Darstellung von Wechselstromspannungen und Stromen durch Vektoren Das Ohmsche Gesetz fiir Wechselstrome Leistung des Wechselstromes

7 Inhaltsverzeichnis. VII Aufgaben Nr Selte 32. Hintereinanderschaltung von Spulen Zerlegung des Stromes in Komponenten. Parallel schaltung von Spulen AnschluB eines Kondensators an Wechselstrom Die mehrphasigen Wechselstrome Spule mit Eisen Del' Transformator Die Streuung und Kraftwirkung derselben Wechselstrommaschinen Berechnung der Drehstrommotoren Umwicklung von Drehstrommotoren IV. Leitungsberechnung. 42. Berechnung von Gleichstromleitungen Berechnung von Wechselstromleitungen Anhang: Nutzliche Angaben Tabelle fur Cosinus und Tangens

8 Nr. Verzeichnis der angefiihrten Tabellen. Seite 1. Elektrochemische Aquivalente, Atomgewichte und Wertigkeiten 3 2. Spezifischer Widerstand, elektrische Leitfahigkeit und Tempe. raturkoeffizient einiger Metalle und Legierungen..... " 8 3. Zulaasige Dauerbelastung von isolierten Kupferdrahten und blanken unter 50 mm Werte von 0,24 e : C'Y fur verschiedene Ma terialien Werte von L in Henry fur 1 km Drahtlange Werte fur e und a (Eisenverluste) Relative Dielektrizitatskonstanten Wirkungsgrade von HauptschluBmaschinen Kommutatorlamellenzahl Anzahl der Spulenseiten pro Nut Mittel. und Effektivwerte Zusammenhang von 9 und fg Zusammenhang der Polpaare und Drehzahlen bei 50 Hertz Leerlauf pro PS Nutzliche Angaben uber: Stromdichte, Ubergangsspannungen und 'Obergangswiderstande von Biirsten. - Temperaturzunahme. - Dicke der Bespinnung fur runde Dynamodrahte. - Spezifische Gewichte Cosinus und Tangens-Werte