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
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 http://extras.springer.com. ISBN 978-3-662-27847-5 ISBN 978-3-662-29347-8 (ebook) DOI 10.1007/978-3-662-29347-8
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 1902. H. Vieweger.
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.
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 1930. H. und W. Vieweger.
Inhaltsverzeichnis. I. Elektrizitiitslehre. Einleitung............. 1. Stromstarke, Niederschlagsmenge. 2. Elektrizitatsmenge.... 3. Eichung von Strommessem 4. Widerstand.... 5. Widerstandszunahme... 6. Ohmsches Gesetz..... 7. Spannungsverlust..... 8. Aufgaben iiber Stromverzweigungen 9. Schaltung von Elementen.. 10. Kirchhoffsche Gesetze...... 11. Mechanische Arbeit und Wiirme. 12. Das magnetische Feld..... 13. Der magnetische Kreis..... 14. Der geradlinige, stromdurchflossene Leiter 15. Induktion............. 15a. Selbstinduktion........... 16. Tragkraft von Magneten.... 17. Kraftwirkung eines magnetischen Feldes stromdurchflossenen Leiter. 18. Eisenverluste. 19. Der Kondensator.... auf einen Aufgaben Nr Selte 1 1-7 2 8-12 5 13-16 6 17-25 8 26---32 11 33-44 14 45-70 17 71-89 26 90-91 39 92-95 41 96---114 45 58 } 115-131 61 62 132-141 72 142-147 82 148-152 89 153-156 91 157-159 94 160-169 97 n. Die Eigenschaften der Gleichstrom-Maschinen. 20. Die fremderregte Maschine 170-181 107 21. Die Ankerriickwirkung.. 182-184 114 22. Die Hauptschlu.Bmaschine. 185-198 120 23. Die Nebenschlu.Bmaschine. 199-209 131 24. Die Doppelschlu.Bmaschine. 210-212 141 25. Die mehrpoligen Maschinen 213-214 144 26. Umwicklung von Maschinen. 215-216 153 III. Wechselstrom. 27. Definition................ 217-219 28. Mittel und E ektivwerte........... 220-229 29. Darstellung von Wechselstromspannungen und Stromen durch Vektoren......... 30. Das Ohmsche Gesetz fiir Wechselstrome... 31. Leistung des Wechselstromes........ 157 158 230-233 167 234-239 172 240-241 176
Inhaltsverzeichnis. VII Aufgaben Nr Selte 32. Hintereinanderschaltung von Spulen... 242-249 179 33. Zerlegung des Stromes in Komponenten. Parallel schaltung von Spulen............. 250-252 190 34. AnschluB eines Kondensators an Wechselstrom. 253-263 195 35. Die mehrphasigen Wechselstrome...... 264-274 204 36. Spule mit Eisen............. 275-281 217 37. Del' Transformator............ 282-304 229 38. Die Streuung und Kraftwirkung derselben. 305 254 39. Wechselstrommaschinen....... 306-308 257 40. Berechnung der Drehstrommotoren.. 309-325 262 41. Umwicklung von Drehstrommotoren. 326 305 IV. Leitungsberechnung. 42. Berechnung von Gleichstromleitungen... 327-336 309 43. Berechnung von Wechselstromleitungen... 337-349 322 Anhang: Nutzliche Angaben... 339 Tabelle fur Cosinus und Tangens.............. 340
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 mm2 23 4. Werte von 0,24 e : C'Y fur verschiedene Ma terialien 58 5. Werte von L in Henry fur 1 km Drahtlange 85 6. Werte fur e und a (Eisenverluste)... 96 7. Relative Dielektrizitatskonstanten.... 98 8. Wirkungsgrade von HauptschluBmaschinen 130 9. Kommutatorlamellenzahl 150 10. Anzahl der Spulenseiten pro Nut..... 151 11. Mittel. und Effektivwerte........ 162 12. Zusammenhang von 9 und fg. 207 13. Zusammenhang der Polpaare und Drehzahlen bei 50 Hertz. 263 14. Leerlauf pro PS.................... 265 Nutzliche Angaben uber: Stromdichte, Ubergangsspannungen und 'Obergangswiderstande von Biirsten. - Temperaturzunahme. - Dicke der Bespinnung fur runde Dynamodrahte. - Spezifische Gewichte...... 339 Cosinus und Tangens-Werte............... 340