Elektronik. Herbert Bernstein. Merkbuch Mechatponik. Mit Aufgaben und Lösungen zur Prüfungsvorbereitung. Mit 408 Abbildungen FRANZIS

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1 Elektronik Herbert Bernstein Merkbuch Mechatponik Mit Aufgaben und Lösungen zur Prüfungsvorbereitung Mit 408 Abbildungen FRANZIS

2 Inhalt 1 Grundlagen der Elektrotechnik Gleichstromkreis Elektrischer Gleichstromkreis Elektrische Spannung Ohmsches Gesetz Elektrischer Widerstand Reihenschaltung von Widerständen Parallelschaltung von Widerständen Belasteter und unbelasteter Spannungsteiler Gemischte Widerstandsschaltungen Elektrische Leistung Elektrische Arbeit Widerstandsbestimmung durch Strom- und Spannungsmessung Gleichspannungs- und Gleichstromquellen Potentialbildung Elektrolyt und Elektrolyse Galvanisches Element (Primärelement) Leclanche-Element Kohle-Zink-Trockenelemente Quecksilberoxid-Zink-Trockenelement Bleiakkumulator Nickel-Cadmium-Akkumulator Nickel-Eisen-Akkumulator Chemische Spannungsquelle Reihenschaltung von chemischen Spannungserzeugern Parallelschaltung von chemischen Spannungserzeugern Ohmsche Widerstände.' Leiterwerkstoffe in der Elektrotechnik und Elektronik Eigenschaften von Widerständen Bauarten von Widerständen Belastbarkeit von Widerständen Potentiometer und Einsteller Spannungsteiler Brückenschaltung NTC- und PTC-Widerstände 87

3 Feldplatte Photowiderstände Varistoren (VDR-Widerstände) Drucksensoren Hallgenerator Dehnungsmessstreifen Kondensatoren Physikalische Grundlagen Elektrisches Feld Kondensatoren an Gleichspannung Aufbau von Festkondensatoren Aufbau von Kunststoffkondensatoren Elektrolytkondensatoren Kondensator an Rechteckspannung Differenzierglied Spulen Physikalische Grundlagen Magnetischer Fluss und magnetische Feldstärke Magnetische Feldstärke und magnetische Flussdichte Hysterese Permeabilität : Magnetische Kernformgrößen MagnetischerWiderstand Luftspulen Spulen mit magnetisierbarem Kern Blechkerne Messung einer idealen Spule Spule an Rechteckspannung Ideale Spule im Wechselstromkreis Messung einer realen Spule Transformatoren und Übertrager Funktionsweise Kleintransformatoren Simulation eines idealen Transformators Berechnung eines Transformators Praxis der Wechsel- und Drehstromtechnik Grundlagen des Wechselstromkreises Erzeugung von Wechselspannung Kraft auf parallele Stromleiter Kraft aufstromdurchflossene Leiter im Magnetfeld Kraft im Magnetfeld Induktion der Bewegung 172

4 Inhalt Feldlinien Induktionsgesetz Drehstrom, Drehstromübertragung Vergleich zwischen Stern- und Dreieckschaltung Messen von Wechselstrom (230 V/50 Hz) Widerstand, Kondensator und Spule im Wechselstromkreis Ohmscher Widerstand im Wechselstromkreis Kondensator im Wechselstromkreis Spule im Wechselstromkreis Zeiger- und Liniendiagramm Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom Reihenschaltung von reinen Wirk- und reinen Blindwiderständen Parallelschaltung von reinen Wirk- und reinen Blindwiderständen Induktive und kapazitive Blindleistung Messen der Phasenverschiebung Scheinleistung Wechselstromkreise Widerstand-Kondensator-Reihenschaltung Reihenschaltung von Widerstand und Spule Parallelschaltung von Kondensator und Widerstand Parallelschaltung von Widerstand und Spule Reihenschaltung von Widerstand, Kondensator und Spule Parallelschaltung von Widerstand, Kondensator und Spule Leistung im Wechselstromkreis Kompensationsschaltung für den Einphasenbetrieb Drehstrom Simulation einer symmetrisch belasteten Sternschaltung Simulation einer symmetrisch belasteten Dreieckschaltung Simulation einer unsymmetrisch belasteten Sternschaltung Simulation einer symmetrisch belasteten Sternschaltung mit einer RL-Reihenschaltung Simulation einer symmetrisch belasteten Sternschaltung mit Kondensatoren Steuerung einer Simulation für eine unsymmetrisch belastete Sternschaltung mit ohmschen Verbrauchern Untersuchung einer symmetrisch belasteten Sternschaltung Sternschaltung mit unsymmetrischer RCL-Belastung Elektrische Arbeit und Energie Allgemeine Leistungsmessung Leistungsmessung bei Wechselstrom Leistungsmessung bei Drehstrom Leistungsfaktormessung 278

5 10 3 Schutzmaßnahmen nach DIN VDE Personenschutz Stromschlag Fehlerstromkreis Fehlerarten in elektrischen Anlagen Leitungsschutzsicherungen Überlastungsschutzorgane Verteilungssysteme TN-Verteilungssystem Erdung und Schutzleiter nach DIN VDE 0100 Teil TT-Netz Schutz durch Fehlerstromschutzschalter (RCD) Prüfen der Schutzmaßnahmen Spannungsbereiche und Schutzklassen Schutz gegen direktes Berühren Schutzart mit einer Buchstaben-Zahlen-Kombination nach IP Schutz durch SELV Schutz durch PELV Schutz durch Trenntransformator Elektrische Leitungen Aufbau von Kabeln, Leitungen und Wickeldrähten Isolierte Leitungen Harmonisierung von elektrischen Leitungen Leitungen und Kabel Starkstromkabel für besondere Anforderungen Halbleiterbauelemente für die Leistungselektronik Aufbau und Anwendungen von Dioden pn-übergang bei Dioden Kennlinien von Dioden Statische Aufnahme einer Diodenkennlinie Statischer und dynamischer Innenwiderstand Z-Dioden Diode als Einweggleichrichtung Zweiweggleichrichtung Brückengleichrichtung Drehstrom-Einweggleichrichtung Drehstrom-Brückengleichrichtung Einweggleichrichter mit Ladekondensator Zweiweggleichrichtung mit Ladekondensator Brückengleichrichtung mit Ladekondensator Begrenzerschaltungen mit Dioden und Z-Dioden Elektronische Schalterfunktionen mit Dioden 379

6 Inhalt ODER-und UND-Gatter in RDL-Technik Freilaufdiode Schaltungstechnik mit Transistoren Wirkungsweise des npn-transistors Untersuchung der Verstärkerwirkung eines npn-transistors Grundschaltung eines npn-transistors Verstärkerschaltungen mit Transistor Transistor als Schalter Digitale Transistorschaltungen RS-Kippglieder (Flipflops) in RTL-Technik Leistungselektronik mit Thyristoren und TRIACs Vierschichtdiode Thyristor Dynamisches Verhalten von Thyristoren Löschverfahren Schutzschaltungen Leistungssteuerung Phasenanschnittsteuerung Leistungselektronik mit TRIAC Phasenanschnitt mit DIAC und TRIAC Thyristor als steuerbarer Gleichrichter Elektromotoren in der Antriebstechnik Berechnungen zur Mechanik und Elektrotechnik Mechanische Arbeit und Energie Mechanische Leistung Mechanische Leistung bei Drehbewegung Wirkungsgrad Hydraulik und Pneumatik Drehmoment und Hebel Gleichstromantriebe Gleichstromgeneratoren Gleichstrommotoren Drehzahlsteuerung bei Gleichstrommotoren Ein- und Mehrquadrantenbetrieb., Drehstrommotor Wirkungsweise des Asynchronmotors Schlupf, Moment und Drehzahl Ansteuerung eines Drehstrommotors Wirkungsgrad und Verlust Magnetfeld Stern-Dreieck-Schalter Drehrichtung bei Drehstrommotor 534

7 Drehzahl bei Drehstrommotoren Drehzahländerungen Schlupfsteuerung Verlustfreie Steuerung durch Frequenzänderung Motordaten Belastungscharakteristik Reluktanzmotor Praxis der Antriebstechnik Drehstromantriebe mit einer oder mehreren festen Drehzahlen Dimensionierung aus Lastmoment, Schwungmasse und Schalthäufigkeit Sanftanlauf und Sanftumschaltung Mechanische Verstellgetriebe Auswahl für ein Untersetzungsgetriebe Bremsmotoren Wechselstrommotoren Einphasen-Kommutatormotor oder Universalmotor Drehstrommotor als Einphasenmotor Hinweise zur DVD 576 Sachverzeichnis 581