Widerstände, Kondensatoren, Spulen und ihre Werkstoffe
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- Innozenz Messner
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1 Widerstände, Kondensatoren, Spulen und ihre Werkstoffe Von Dr.-Ing. habil. Otto Zinke o. Professor an der Technischen Hochschule Darmstadt Mit 195 Abbildungen Springer-Verlag Berlin / Heidelberg / New York 1965
2 Inhaltsverzeichnis 1. Widerstände und ihre Werkstoffe Spezifischer Widerstand und Temperaturkoeffizient von Metallen, Widerstandslegierungen und Halbleitern Deutung der Leitfähigkeit und Grundbegriffe Temperaturabhängigkeit des spezifischen Widerstandes unmagnetischer Metalle Unmagnetische Legierungen mit sehr kleinem Temperaturkoeffizienten Temperaturabhängigkeit des Widerstandes reiner ferromagnetischer Werkstoffe (Fe, Co, Ni) Temperaturabhängigkeit des Widerstandes von Halbleitern HALL-Effekt Anwendung von Kaltleitern (Leiter mit positivem Temperaturkoeffizienten) Anwendung von Heißleitern (Temperaturkoeffizient negativ) Meß- und Kompensations-Heißleiter sehr geringer Eigenerwärmung Fremdgeheizte Heißleiter Regelheißleiter mit Eigenerwärmung Anlaßheißleiter mit Eigenerwärmung innerhalb einer vorgeschriebenen Zeit Erwärmung, Temperaturgleichgewicht und Höchsttemperatur von Widerständen Erwärmung und Wärmezeitkonstante Temperaturgleichgewicht und Leistung Wärmeabgabe durch Konvektion und Wärmestrahlung Wärmeabgabe durch Wärmeleitung Bauformen von Festwiderständen und Normen Feste Drahtwiderstände (DIN 41410) Feste Schichtwiderstände (DIN 41400) Massewiderstände 37
3 VIII Inhaltsverzeichnis Bauform von Schichtwiderständen Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Widerständen Abgekürzte Lebensdauerprüfung Widerstände mit veränderlichem Leitwert Spannungsabhängige Widerstände (Varistoren) Lichtempfindliche Widerstände (Photowiderstände) Frequenzabhängigkeit von Widerständen Einfluß der Blindwiderstände Einfluß der Größe des Widerstandes Induktivitätsarme Wicklungen für Widerstände unter 200 Q Bauformen für Widerstände größer als 1 kq Abfall des Wirkwiderstandes bei Widerständen größer als 1 kq durch verteilte Kapazitäten Abfall des Wirkwiderstandes durch Parallelkapazitäten Abfall des Wirkwiderstandes durch Erdkapazitäten Widerstandserhöhung durch Stromverdrängung (Skineffekt) Ableitung der Beziehung zwischen magnetischer Feldstärke H und Stromdichte G Großer Skineffekt Einfluß der Querschnittsform auf die Stromverteilung in einem Leiter Supraleitfähigkeit (Skineffekt bei Gleichstrom) Rauschen von Widerständen Thermisches Rauschen Größe der Rauschleistung Ersatzschaltungen rauschender Widerstände Stromrauschen Schrifttum Kondensatoren und Isolierstoffe (dielektrische Werkstoffe) Kapazität und elektrisches Feld Methoden zur Bestimmung der Kapazität Überschlagsrechnung Exakte analytische Methoden Allgemeine analytische Näherungsmethode Graphische Methoden Spezifische Kapazität (Kapazität pro Volumen) Abrundung des Randes und Rändfeldstärke... /.. « Bauform und Kapazität von Kondensatoren... :. 89
4 Inhaltsverzeichnis IX Pestkondensatoren Wickelkondensatoren Zylinderkondensator Topfkondensator Weitere Bauformen Trimmkondensatoren Drehkondensatoren Kapazitätsgerader Drehkondensator Frequenzgerader Drehkondensator Wellenlängengerader Drehkondensator Logarithmischer Drehkondensator Vergleich der verschiedenen Plattenschnitte Der technische Kondensator Einfluß der Induktivität auf die wirksame Kapazität (Lage der Resonanzfrequenzen) Güte, Verlustfaktor und Ersatzschaltungen des technischen Kondensators Prequenzabhängigkeit des Verlustfaktors des technischen Kondensators Die Strom- und Spannungsbelastbarkeit technischer Kondensatoren bei verschiedenen Frequenzen Die Verluste des Dielektrikums und die komplexe Dielektrizitätskonstante Die Polarisationsverluste Polare und nichtpolare Isolierstoffe Frequenzabhängigkeit der komplexen Dielektrizitätskonstante bei polaren Stoffen Temperaturabhängigkeit der komplexen Dielektrizitätskonstante Verluste durch ohmsche Leitfähigkeit des Dielektrikums (Beziehung zwischen der Kapazität und dem inneren Isolationswiderstand) Frequenzabhängigkeit der komplexen Dielektrizitätskonstante bei Polarisations- und Leitfähigkeitsverlusten Eigenschaften und Anwendungen dielektrischer Werkstoffe Gase als Isolierstoffe Preßgas-Kondensatoren Vakuum-Kondensatoren Flüssige Isolierstoffe und Vergußmassen Isolieröle Isolierilüssigkeiten mit hohem E' und Wasser Vergußmassen Feste Isolierstoffe 127 Zinke, Widerstände Wickelbare und biegsame Isolierstoffe 127 a
5 X Inhaltsverzeichnis Papier (Zellstoff) als Isolierstoff Einfluß von Überspannung und Übertemperatur auf die Lebensdauer Haupteigenschaften von Papierkondensatoren Metalloxydschichten und Elektrolytkondensatoren Kunststoff-Folien und Kunststoff-Kondensatoren (MK-Kondensatoren) Kondensator-Folien aus Kunststoff Kabel-Isolierstoffe mit geringem tan< Kabelmantel-Isolierstoffe Harte Isolierstoffe der Elektrotechnik Härtbare Kunststoffe (Duroplaste) Quarz, Glas, Glimmer, Asbest Quarz Gläser Glimmer und Glimmerprodukte Asbest Keramik mit e' < 200 (NDK-Massen) Gruppe I. Porzellane (Aluminiumsilikate) Gruppe II. Steatite (Magnesiumsilikate) Gruppe III. Rutilhaltige Magnesiumsilikate (Titandioxyd- Massen) Gruppe IV. Magnesium-Aluminium-Silikate Gruppe V. Poröse Aluminium- Silikate Gruppe VI. Aluminiumoxyd-Keramik Gruppe VII. Reine Oxyd-Keramik Besondere Silikate Ferroelektrische Keramik mit e' > 200 (HDK-Massen) Schrifttum Spulen und magnetische Werkstoffe Grundbeziehungen für die Induktivität Induktivität und Feld einfacher Leiterformen Induktivität der Koaxialleitung Induktivität der Streifenleitung (Bandleitung, Bifilarband) Induktivität der Doppelleitung aus Runddrähten 156
6 Inhaltsverzeichnis XI Induktivität eines Drahtringes Induktivität und Gegeninduktivität von zwei koaxialen Kreisringen Zwei Windungen bzw. Spulen mit homogenem Axialfeld (HELMHOLTZ-Spulenpaar) Spulen mit drei Windungen Induktivität von enggewickelten Zylinder- und Plachspulen Spezifische Induktivität. Optimale einlagige Zylinderspulen Optimale Spulen mit quadratischem Wickelraum Spulen mit geringem Außenfeld Toroidspulen (Ringkernspulen) Spulen mit magnetischem Kern Blechkerne für den Niederfrequenzbereich Bandkerne, aus hochpermeablem Material gewickelt Kerne aus Eisenpulver in Isolierstoff Ferritkerne Verminderung und Linearisierung der Permeabilität durch Luftspalte Eigenschaften technischer Spulen Einfluß der Eigenkapazität Resonanzwellenlänge von Flach- und Zylinderspulen Einfluß der Verluste Belastbarkeit von technischen Spulen Eigenschaften des Kernmaterials Einteilung der Stoffe nach magnetischen Eigenschaften Magnetisch neutrale Stoffe Diamagnetismus Paramagnetismus Ferromagnetismus Antiferromagnetismus Ferrimagnetismus Metamagnetismus Ferromagnetische Stoffe in Wechselfeldern Wirbelstromverluste Hystereseverluste Magnetische Nachwirkung Resonanzerscheinungen Magnetische Werkstoffe Magnetisch weiche Werkstoffe mit besonders kleinen Ummagnetisierungsverlusten Ferromagnetische Werkstoffe (Metallegierungen).. 213
7 XII Inhaltsverzeichnis Ferrimagnetische Werkstoffe (Metallmischoxyde) Legierungen nichtferromagnetischer Metalle Magnetisch weiche Werkstoffe mit rechteckiger Hystereseschleife Ferromagnetische Legierungen Ferrimagnetische Werkstoffe Magnetische harte Werkstoffe für permanente magnetische Felder (Dauermagnetwerkstoffe) Ferromagnetische Legierungen Ferrimagnetische Werkstoffe Legierungen nichtferromagnetischer Metalle Schrifttum 221 Anhang: Schreibweise von zeitlich rein harmonisch veränderlichen Skalaren und Vektoren 224 Sachverzeichnis 225.
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Vorwort... V A Aufgaben und Lösungen 1. Elektrische Grundgrößen... 3 1.1 Ladung... 3 Aufgabe 1.1/1 Inhomogene Ladungsverteilung... 3 Aufgabe 1.112 Homogene Ladungsverteilung... 3 Aufgabe 1.113 Flächenladungsdichte...
Frequenzverhalten eines Kondensators Ein Kondensator hat bei 50 Hz einen kapazitiven Blindwiderstand von
TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN LÖSUNGSSATZ INDUKTION, EINPHASEN-WECHSELSTROM PETITIONEN KONDENSATOR IM WECHSELSTROMKIS 7 Frequenzverhalten eines Kondensators Ein Kondensator hat bei 0 Hz einen kapazitiven Blindwiderstand
2.10 Vorträge Berufsrelevanter Stoffe
BET BEARBEITUNGSTECHNIK Kapitel 2 Chemie und Werkstoffkunde 2.10 Vorträge Berufsrelevanter Stoffe Verfasser: Hans-Rudolf Niederberger Elektroingenieur FH/HTL Vordergut 1, 8772 Nidfurn 055-654 12 87 Ausgabe:
Klausurtermin: Scheinvergabe: beide Klausuren müssen bestanden sein 2. Chance: voraussichtlich Klausur am
Klausurtermin: 13.0.003 Scheinvergabe: beide Klausuren müssen bestanden sein. Chance: voraussichtlich Klausur am 7.4.003 nduktion, Transformator Die Primärwicklung des Transformators erzeugt ein wechselndes
Inhaltsverzeichnis. Vorwort...
Inhaltsverzeichnis Vorwort... V 1 Elektrische Ladung... 1 1.1 Beobachtungen und Grundannahmen... 1 1.2 Atomistische Deutung... 2 1.3 Ladungstrennung und elektrisches Feld... 3 1.4 Ladungsträger... 5 1.5
1. Einleitung Werkstoffkundliche Grundlagen 17
Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 13. 1.1. Gegenstand der Werkstoffkunde 13 1.2. Einteilung der Werkstoffkunde 14 1.3. Technische und ökonomische Bedeutung der Werkstoffkunde.. 15. Aufgaben 1.1 bis 1.6
= Dimension: = (Farad)
Kapazität / Kondensator Ein Kondensator dient zur Speicherung elektrischer Ladung Die Speicherkapazität eines Kondensators wird mit der Größe 'Kapazität' bezeichnet Die Kapazität C ist definiert als: Dimension:
Elektrotechnik für Informatiker
Reinhold Paul Elektrotechnik für Informatiker mit MATLAB und Multisim Teubner B. G. Teubner Stuttgart. Leipzig. Wiesbaden Inhalt Hinweise zur Arbeit mit dem Lehrbuch. Studienmethodik... 7 1 Schaltungsvariable
1 Begriffsdefinitionen... 1
Inhaltsverzeichnis 1 Begriffsdefinitionen... 1 2 Material: Eigenschaften und Klassifizierung... 7 2.1 Metalle... 7 2.1.1 Elektrische Eigenschaften der Metalle... 8 2.1.2 Metallische Leiter bei hohen Frequenzen...
GRUNDLAGEN DER ELEKTROTECHNIK
GRUNDLAGEN DER ELEKTROTECHNIK Versuch 4: Messungen von Kapazitäten und Induktivitäten 1 Versuchsdurchführung 1.1 Messen des Blindwiderstands eines Kondensators Der Blindwiderstand X C eines Kondensators
Institut für Mikrosystemtechnik. Prof. Dr. D. Ehrhardt. Bauelemente und Schaltungstechnik,
Widerstände 1 Widerstände Strom-Spannungskennlinie 2 Widerstände Ohmsches Gesetz U = R I bzw. I = U R gilt auch für Momentanwerte ( ) = R i( t ) u t nichtlineares Beispiel u = f i ( ) bzw. i = g( u) 3