Grundgebiete der Elektrotechnik

Vorwort zur 9. Auflage

Inhaltsverzeichnis

1 Zeitabhängige elektrische und magnetische Felder

1.1 Quasistationäre Vorgänge

1.1.1 Konzentrierte Bauelemente

1.1.2 Ideale Grundzweipole

1.2 Erweiterung des Strombegriffs

1.2.1 Idealer kapazitiver Zweipol

1.2.2 Verschiebungsstrom

1.2.3 Knotensatzbei zeitabhängigen Strömen

1.2.4 Durchflutungsgesetz bei zeitabhängigen Strömen

1.3 Bewegungsinduktion

1.3.1 Bewegter Leiter im Magnetfeld

1.3.2 Zeitliche Änderung des magnetischen Flusses in der Schleifenfläche

1.3.3 Rotation einer Leiterschleife im homogenen Magnetfeld

1.4 Ruheinduktion

1.4.1 Induktive Spannung bei zeitabhängigem Magnetfeld

1.4.2 Spannungsstoß

1.5 Elektromagnetisches Feld

1.5.1 Induktionsgesetz

1.5.2 Das LENZsche Gesetz

1.5.3 Elektrisches Wirbelfeld

1.5.4 Die 2. MAXWELLsche Gleichung

1.6 Selbstinduktion

1.6.1 Selbstinduktive Spannung

1.6.2 Selbstinduktivität

1.6.3 Induktivität von Leiteranordnungen

1.6.4 Idealer induktiver Zweipol

1.7 Gegenseitige Induktion

1.7.1 Induktive Kopplung

1.7.2 Gegenseitige Induktivität

1.7.3 Gleichsinnige und gegensinnige Kopplung

1.7.4 Kopplungsfaktor

1.7.5 Reihenschaltung gekoppelter Spulen

1.7.6 Wirbelströme

2 Kraft und Energie in elektromagnetischen Feldern

2.1 Energie im elektrostatischen Feld

2.1.1 Energie eines Kondensators

2.1.2 Elektrische Energiedichte

2.2 Kräfte im elektrostatischen Feld

2.2.1 Kräfte auf Punktladungen

2.2.2 Kräfte auf einen Dipol

2.2.3 Kräfte auf die Platten eines Plattenkondensators

2.3 Energie im magnetischen Feld

2.3.1 Energie einer Leiteranordnung

2.3.2 Energiedichte im Magnetfeld

2.3.3 Innere Induktivität

2.3.4 Hysteresearbeit

2.3.5 Magnetischer Kreis mit Dauermagnet

2.4 Kräfte auf Magnetpole

2.5 Energietransport im elektromagnetischen Feld

3 Periodisch zeitabhängige Größen

3.1 Periodische Schwingungen

3.2 Mittelwerte periodischer Größen

3.2.1 Gleichwert

3.2.2 Wirkleistung

3.2.3 Effektivwert

3.2.4 Gleichrichtwert

3.2.5 Verhältniszahlen

3.3 Sinusförmige Schwingungen

3.3.1 Kenngrößen

3.3.2 Mittelwerte

3.3.3 Überlagerung von Sinusgrößen

3.3.4 Zeigerdarstellung

3.3.5 Komplexe Symbole

4 Lineare Zweipole an Sinusspannung

4.1 Lineare passive Zweipole

4.1.1 Begriffsdefinitionen

4.1.2 Komplexer Widerstand und Leitwert

4.2 Lineareaktive Zweipole

4.2.1 Begriffsdefinition

4.2.2 Ideale Sinusquellen

4.2.3 Lineare Sinusquellen

4.3 Leistung

4.3.1 Leistungsschwingung

4.3.2 Komplexe Leistung

4.4 Grundzweipole an Sinusspannung

4.4.1 Idealer OHMscher Zweipol

4.4.2 Idealer induktiver Zweipol

4.4.3 Idealer kapazitiver Zweipol

5 Netze mit Sinusquellen gleicher Frequenz

5.1 Ersatzzweipole passiver Netze

5.1.1 Reihenschaltung passiver Zweipole

5.1.2 Parallelschaltung passiver Zweipole

5.1.3 Ersatzzweipol und Ersatzschaltung

5.2 Resonanz

5.2.1 Reihenresonanz

5.2.2 Parallelresonanz

5.2.3 Resonanz linearer passiver Zweipole

5.2.4 Widerstandstransformation

5.3 Netze mit Sinusquellen

5.3.1 Belastung idealer Sinusquellen

5.3.2 Ersatzquellen

5.3.3 Leistungsanpassung

5.3.4 Blindleistungskompensation

5.4 Netze mit linearen Zweitoren

5.4.1 Zweitorparameter

5.4.2 Beschaltete Zweitore

5.4.3 Wellenwiderstand

5.4.4 Symmetrieeigenschaften von Zweitoren

5.4.5 Zweitor-Ersatzschaltungen

6 Netze bei unterschiedlichen Frequenzen

6.1 Frequenzabhängigkeit der Netzeigenschaften

6.1.1 Wirkungvon L und C

6.1.2 Komponentendarstellung

6.1.3 Ortskurvendarstellung

6.1.4 Ortskurven zueinander inverser Funktionen

6.2 Frequenzgang

6.2.1 Amplitudengang und Phasengang

6.2.2 Übertragungsfaktor und Dämpfungsfaktor

6.2.3 Übertragungssymmetrie von Zweitoren

6.2.4 Logarithmierte Größenverhältnisse

6.2.5 Pol-Nullstellen-Plan

6.2.6 BODE-Diagramm

6.2.7 Äquivalente Netze

6.2.8 Duale Netze

6.3 Filternetze

6.3.1 Grenzfrequenz

6.3.2 Tiefpass

6.3.3 Hochpass

6.3.4 Bandpass

6.3.5 Bandsperre

6.3.6 Allpass

6.3.7 Filterhöherer Ordnung

7 Drehstrom

7.1 Symmetrische Spannungen

7.1.1 Dassymmetrische Dreiphasensystem

7.1.2 Prinzipdes Synchrongenerators

7.1.3 Sternschaltung

7.1.4 Dreieckschaltung

7.2 Symmetrische Belastung

7.2.1 Sternschaltung

7.2.2 Dreieckschaltung

7.2.3 Drehfeld

7.3 Unsymmetrische Belastung

7.3.1 Sternschaltung am Vierleiternetz

7.3.2 Sternschaltung am Dreileiternetz

7.3.3 Dreieckschaltung

7.4 Symmetrische Komponenten

7.4.1 Geschlossenes Zeigerdreieck

7.4.2 Beliebige Lage der Zeiger

8 Nichtsinusförmige Größen

8.1 Harmonische Synthese

8.1.1 Teilschwingungen

8.1.2 Reelle FOURIER-Reihen

8.1.3 Sonderfälle der Synthese

8.1.4 Komplexe FOURIER-Reihen

8.1.5 Spektrum periodischer Größen

8.2 Eigenschaften periodischer Größen

8.2.1 Leistung und Effektivwert

8.2.2 Leistung bei Sinusspannung und nichtsinusförmigem Strom

8.2.3 Kennwerte für die Verzerrung von Wechselgrößen gegenüber der Sinusform

8.3 Harmonische Analyse

8.3.1 Berechnung der FOURIER-Koeffizienten

8.3.2 Verschiebungssatz

8.4 Nichtperiodische Größen

8.4.1 FOURIER-Transformation

8.4.2 Diskrete FOURIER-Transformation eines zeitbeschränkten Signals

8.4.3 Diskrete FOURIER-Transformation eines zeitlich unbeschränkten Signals

8.5 Nichtsinusförmige Schwingungen in linearen Netzen

8.5.1 Überlagerungsprinzip

8.5.2 Verzerrungsfreie Übertragung

8.5.3 Lineare Verzerrungen

8.6 Nichtlineare Verzerrungen

8.6.1 Spulenstrom bei verlustfreiem Eisenkern

8.6.2 Spulenstrom beim Kern mit Eisenverlusten

9 Schaltvorgänge

9.1 Netz an Gleichspannung

9.1.1 Netz mit einem Grundzweipol C

9.1.2 Netz mit einem Grundzweipol L

9.1.3 LAPLACE-Transformation

9.1.4 Schwingkreis

9.1.5 Netz mit zwei gleichartigen Energiespeichern

9.2 Netz an Sinusspannung

9.2.1 Netz mit einem Grundzweipol C

9.2.2 Netz mit einem Grundzweipol L

9.2.3 Schwingkreis

10 Reale Bauelemente

10.1 Bauformen

10.2 Widerstand

10.2.1 Nenndaten

10.2.2 Temperatureinfluss

10.2.3 Widerstandsformen

10.2.4 Wechselstrom-Ersatzschaltung

10.3 Kondensator

10.3.1 Bauformen

10.3.2 Verluste bei Gleichspannungsbetrieb

10.3.3 Verluste bei Wechselspannungsbetrieb

10.3.4 Wechselstrom-Ersatzschaltungen

10.3.5 Temperatureinfluss

10.3.6 Eigenschaften von Elektrolytkondensatoren

10.4 Spule

10.4.1 Berechnung der Induktivität

10.4.2 Verlustwinkel und Gütefaktor

10.4.3 Kupferverluste

10.4.4 Kernverluste

Anhang

A1 Beziehungen zwischen Winkelfunktionen

A2 Komplexe Rechnung

A3 Wichtige Konstanten

A4 Verwendete Formelzeichen

A5 FOURIER-Koeffizienten

A6 LAPLACE-Transformation

A7 Magnetisierungskurven

Lösungen der Aufgaben

Literatur

Sachwortverzeichnis

Namenverzeichnis