Elektrotechnik für Maschinenbauer: Grundlagen
Gespeichert in:
Hauptverfasser: | , , |
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Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Berlin [u.a.]
Springer
1998
|
Schlagworte: | |
Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
Beschreibung: | XIII, 391 S. Ill., graph. Darst. |
ISBN: | 3540626719 |
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MARC
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INHALT
A
GRUNDLAGEN
DER
ELEKTROTECHNIK
.
1
A.L
PHYSIKALISCHE
GRUNDGESETZE
UND
DEFINITIONEN
.
1
A.1.1
LADUNG
.
1
A.L.
2
SPANNUNG
.
1
A.L.
3
STROM
.
2
A.1.4
OHMSCHES
GESETZ
.
4
A.1.5
WIDERSTAND
.
4
A.L.
6
ARBEIT
UND
LEISTUNG
.
6
A.L.
7
KIRCHHOFFSCHE
REGELN
.
6
UEBUNGSAUFGABEN
.
8
A.2
GLEICHSTROMKREISE
MIT
LINEAREN
KOMPONENTEN
.
9
A.2.1
ZWEIPOLQUELLEN
.
9
A.2.2
REIHENSCHALTUNG
VON
WIDERSTAENDEN
.
12
A.2.3
PARALLELSCHALTUNG
VON
WIDERSTAENDEN
.
13
A.2.4
GEMISCHTE
SCHALTUNGEN
.
14
A.2.5
MESSUNG
ELEKTRISCHER
GROESSEN
.
18
A.2.5.1
STROMMESSUNG
.
18
A.2.5.2
SPANNUNGSMESSUNG
.
19
A.2.5.3
WIDERSTANDSMESSUNG
.
19
UEBUNGSAUFGABEN
.
21
A.3
ELEKTRISCHES
FELD
.
22
A.3.1
FELDBEGRIFF
.
22
A.3.2
KONDENSATOR
.
23
A.3.3
LADEN
UND
ENTLADEN
VON
KONDENSATOREN
.
26
A.3.4
ENERGIEINHALT
DES
ELEKTRISCHEN
FELDES
.
26
UEBUNGSAUFGABEN
.
27
A.4
MAGNETISCHES
FELD
.
28
A.4.1
FELDBEGRIFF
.
28
A.4.2
KRAFTWIRKUNGEN
IM
MAGNETFELD
.
31
A.4.3
MATERIE
IM
MAGNETFELD
.
34
A.4.4
MAGNETISCHER
KREIS
.
38
A.4.5
ELEKTROMAGNETISCHE
INDUKTION
.
45
A.4.6
SELBSTINDUKTION
.
48
A.4.7
EIN
UND
AUSSCHALTEN
VON
STROMKREISEN
MIT
INDUKTIVITAETEN
.
49
A.4.8
ENERGIEINHALT
DES
MAGNETISCHEN
FELDES
.
51
UEBUNGSAUFGABEN
.
51
A.5
WECHSELSTROMKREISE
.
52
A.5.1
BENENNUNGEN
UND
DEFINITIONEN
.
52
VIII
INHALT
A.5.2
SINUSFOERMIGE
STROEME
UND
SPANNUNGEN
.
55
A.5.3
ZEIGERDIAGRAMM
.
57
A.5.4
WIDERSTAND,
SPULE
UND
KONDENSATOR
BEI
SINUSFOERMIGEM
WECHSELSTROM
62
A.5.5
WECHSELSTROMSCHALTUNGEN
VON
WIDERSTAND,
SPULE
UND
KONDENSATOR
.
.
64
A.5.6
BLINDLEISTUNGSKOMPENSATION
.
73
A.5.7
SCHWINGKREISE
.
75
A.5.8
ORTSKURVEN
.
80
A.5.9
TRANSFORMATOR
.
81
UEBUNGSAUFGABEN
.
91
A.6
DREHSTROM
.
92
A.6.1
ENTSTEHUNG
DER
DREIPHASENWECHSELSPANNUNG
.
92
A.6.2
STERNSCHALTUNG
.
94
A.6.3
DREIECKSCHALTUNG
.
98
UEBUNGSAUFGABEN
.
100
A.7
LEITUNGSPHAENOMENE
.
101
A.7.1
ELEKTRISCHE
LEITUNG
IN
METALLEN
.
101
A.7.2
ELEKTRISCHE
LEITUNG
IN
HALBLEITERN
.
102
UEBUNGSAUFGABEN
.
107
B
ELEKTRISCHE
MESSTECHNIK
B.L
GRUNDLAGEN
.
108
B.1.1
DEFINITIONEN
UND
BEGRIFFE
.
108
B.1.2
EINTEILUNG
ELEKTRISCHER
MESSGERAETE
.
114
B.L.
3
UEBERSICHT
UEBER
DIE
DARSTELLUNG
DER
MESSWERTE
.
114
B.L.
4
MESSFEHLER,
GENAUIGKEIT
UND
EMPFINDLICHKEIT
.
116
B.2
MESSUNG
VON
SPANNUNG
UND
STROM
.
12,1
B.2.1
GLEICHSTROMKREIS
.
121
B.2.2
WECHSELSTROMKREIS
.
124
B.2.
3
ZEITLICH
VERAENDERLICHE
SPANNUNGEN
.
126
B.3
MESSUNG
VON
WIDERSTAENDEN
.
127
B.3.1
MESSUNG
OHMSCHER
WIDERSTAENDE
IM
GLEICHSTROMKREIS
.
127
B.3.2
MESSUNG
VON
BLIND-UND
SCHEINWIDERSTAENDEN
IM
WECHSELSTROMKREIS
.
.
127
B.4
ARBEITSMESSUNG
.
133
B.5
LEISTUNGSMESSUNG
.
134
B.6
ZEIT
UND
FREQUENZMESSUNG
.
136
B.6.1
ELEKTRONISCHERZAEHLER
.
136
B.6.2
ZEIT
UND
FREQUENZMESSUNG
.
136
C
HALBLEITERTECHNIK
.
139
C.L
HALBLEITER
.
139
C.1.1
VORSICHTSMASSNAHMEN
BEIM
UMGANG
MIT
HALBLEITERBAUELEMENTEN
.
140
C.2
DIODEN
.
141
INHALT
IX
C.2.1
SCHALTDIODEN
.
143
C.2.2
GLEICHRICHTERDIODEN
.
146
C.2.3
NETZGLEICHRICHTER
.
146
C.2.4
SCHNELLE
GLEICHRICHTERDIODEN
.
148
C.2.4.1
SPERRERHOLZEIT
T
RR
.
148
C.2.4.2
VBRWAERTSERHOLZEIT
TF
R
.
149
C.2.5
SCHOTTKY-LEISTUNGSDIODEN
.
149
C.2.6
Z-DIODEN
.
150
C.3
TRANSISTOREN
.
152
C.3.1
ARTEN
VON
TRANSISTOREN
UND
DEREN
AUFBAU
.
152
C.3.2
BESCHALTUNG
UND
FUNKTION
DES
TRANSISTORS
.
154
C.3.3
WICHTIGE
KENNWERTE
VON
TRANSISTOREN
.
155
C.3.3.1
EINGANGSWIDERSTAND
.
155
C.3.3.2
STROMVERSTAERKUNG
.
156
C.3.3.3
AUSGANGSLEITWERT
UND
SPANNUNGSRUECKWIRKUNG
.
158
C.3.3.4
RAUSCHEN
.
158
C.3.4
TRANSISTOR-GRENZWERTE
.
160
C.3.4.1
SPERRSPANNUNGEN
I7
MAX
.
160
C.3.4.2
STROEME
I
MAX
.
160
C.3.4.3
TEMPERATUREN
.
160
C.3.4.4
VERLUSTLEISTUNG
P
V
.
160
C.3.5
TYPENSCHLUESSEL
FUER
HALBLEITER
.
161
C.3.6
ANALOGE
GRUNDSCHALTUNGEN
MIT
BIPOLAREN
TRANSISTOREN
.
161
C.3.6.1
EMITTERSCHALTUNG
.
163
C.3.6.2
EMITTERSCHALTUNG
MIT
STROMGEGENKOPPLUNG
.
166
C.3.6.3
EINSTELLUNG
DES
ARBEITSPUNKTES
.
167
C.3.
7
KOLLEKTORSCHALTUNG
.
168
C.3.8
STROMQUELLE
.
169
C.3.9
DIFFERENZVERSTAERKER
.
169
C.3.
10
DARLINGTONSCHALTUNG
.
170
C.4
FELDEFFEKTTRANSISTOREN
(FET)
.
171
C.4.1
SPERRSCHICHT-FELDEFFEKTTRANSISTOR
(JFET)
.
171
C.4.1.1
KENNLINIEN
UND
ARBEITSBEREICHE
DES
FELDEFFEKTTRANSISTORS
.
173
C.4.
1.2
OHMSCHER
BEREICH
.
174
C.4.
1.3
TRIODENBEREICH
.
174
C.4.
1.4
ABSCHNUERBEREICH
.
174
C.4.1.
5
DURCHBRUCHBEREICH
.
175
C.4.2
MOS-FELDEFFEKTTRANSISTOREN
.
175
C.4.2.1
EINGANGSWIDERSTAND
.
177
C.4.2.2
STEILHEIT
.
177
C.4.2.3
AUSGANGSLEITWERT
.
178
C.4.3
WEITERE
KENNWERTE
DER
FELDEFFEKTRANSISTOREN
.
178
C.4.3.1
RAUSCHEN
.
178
C.4.3.2
GRENZFREQUENZ
.
178
C.4.3.3
SCHALTZEITEN
.
178
C.4.4
GRENZWERTE
DER
FELDEFFEKTTRANSISTOREN
.
179
C.4.4.1
STROEME
.
179
C.4.4.2
SPERRSPANNUNGEN
.
179
C.4.4.3
TEMPERATUREN
.
179
X
INHALT
C.4.4.4
VERLUSTLEISTUNG
UND
ERLAUBTER
ARBEITSBEREICH
.
179
C.4.5
SCHALTUNGSTECHNIK
MIT
FELDEFFEKTTRANSISTOREN
.
180
C.4.5.1
UEBERGANG
VOM
BIPOLAREN
TRANSISTOR
ZUM
FELDEFFEKTTRANSISTOR
.
180
C.4.5.2
BEISPIELE
FUER
DIE
ANWENDUNG
VON
FET
UND
MOSFET
.
181
C.4.5.3
STABILISIERUNG
DES
ARBEITSPUNKTES
UND
DER
VERSTAERKUNG
DURCH
GEGENKOPPLUNG
IN
ANALOG
ARBEITENDEN
VERSTAERKERN
.
181
C.4.5.4
STEUERBARE
SPANNUNGSTEILER
MIT
FELDEFFEKTTRANSISTOREN
.
185
C.4.5.5
FELDEFFEKTRANSISTOREN
ALS
SCHALTER
FUER
ANALOGE
SIGNALE
.
186
C.4.6
MOSFET-LEISTUNGSTRANSISTOREN
FUER
SCHALTER
.
186
C.4.6.1
SCHWELLSPANNUNG
.
187
C.4.6.2
SCHALTZEIT
.
187
C.4.6.3
TREIBER
.
188
C.4.6.4
GATE-SOURCE-UEBERSPANNUNGEN
.
188
C.4.6.5
MAXIMALER
DRAIN-STROM
.
188
C.4.6.6
PARALLELSCHALTEN
.
189
C.4.6.7
EINSCHALTWIDERSTAND
R
DS
(
ON
)
.
189
C.4.6.8
AVALANCHE-DURCHBRUCHSPANNUNG
.
189
C.5
ANALOGE
INTEGRIERTE
SCHALTUNGEN
.
189
C.5.1
HERSTELLUNG
UND
TECHNOLOGIE
.
189
C.5.2
OPERATIONSVERSTAERKER
.
191
C.5.2.1
IDEALER
UND
REALER
OPERATIONSVERSTAERKER
.
192
C.5.2.2
SCHALTUNGSTECHNISCHER
AUFBAU
.
193
C.5.2.3
OPERATIONSVERSTAERKER
FUER
HOEHERE
ANFORDERUNGEN
.
193
C.5.2.4
STABILITAETSBETRACHTUNG
.
193
C.5.3
OPERATIONSVERSTAERKER
MIT
STATISCHER
BESCHALTUNG
.
195
C.5.3.1
INVERTIERENDER
SPANNUNGSVERSTAERKER
.
197
C.5.3.2
NICHT
INVERTIERENDER
SPANNUNGSVERSTAERKER
.
198
C.5.3.3
SUBTRAHIERVERSTAERKER
.
199
C.5.3.4
SCHMITT-TRIGGER
.
200
C.5.3.
5
ADDIERENDER
VERSTAERKER,
INVERTIEREND
.
202
C.5.3.6
KONSTANTSTROM-QUELLEN
.
203
C.5.3.7
IDEALER
EINWEGGLEICHRICHTER
.
204
C.5.4
OPERATIONSVERSTAERKER
MIT
DYNAMISCHER
BESCHALTUNG
.
205
C.5.4.1
INTEGRATOR
.
205
C.5.5
WEITERE
WICHTIGE
INTEGRIERTE
ANALOGSCHALTUNGEN
.
209
C.5.5.1
KOMPARATOREN
.
209
C.5.
5.2
SPANNUNGSREGLER
.
211
C.5.
5.3
BANDGAP-REFERENZELEMENT
.
211
C.6
THYRISTOREN
UND
TRIACS
.
212
C.6.1
THYRISTOR
.
214
C.6.1.1
STATISCHE
KENNLINIEN
.
214
C.6.2
TRIAC
.
215
C.6.3
ABSCHALTTHYRISTOR
(GTO)
.
216
C.6.4
INSULATED
GATE
BIPOLAR
TRANSISTOR
(IGBT)
.
216
C.7
OPTOELEKTRONIK
.
216
C.7.1
HALBLEITER-EMITTER
.
216
C.7.1.1
STRAHLUNGSEMISSION
AUS
HALBLEITERN
.
216
C.7.1.2
LUMINESZENZDIODEN
.
218
INHALT
XI
C.7.1.3
HALBLEITER-LASER
.
222
C.7.2
HALBLEITER-DETEKTOREN
.
226
C.7.2.1
STRAHLUNGSABSORPTION
IN
HALBLEITERN
.
226
C.7.2.2
FOTODIODE
.
226
C.7.2.3
FOTOTRANSISTOR
.
230
C.7.2.4
FOTOTHYRISTOR
.
231
UEBUNGSAUFGABEN
.
231
C.7.3
DATENUEBERTRAGUNG
UEBER
LICHTWELLENLEITER
.
232
C.7.3.1
OPTISCHER
SENDER
.
235
C.7.3.2
OPTISCHER
EMPFAENGER
.
237
C.7.3.3
UEBERTRAGUNGSSTRECKE
.
238
C.7.3.4
LICHTLEISTUNGSBILANZ
(OPTICAL
POWER
BUDGET)
.
242
C.7.3.5
DYNAMIKBEREICH
.
246
C.7.3.6
UEBERTRAGUNGSBANDBREITE
.
247
UEBUNGSAUFGABEN
.
250
C.8
LOGIKBAUSTEINE
.
252
C.8.1
LOGISCHE
VERKNUEPFUNGEN
UND
SCHALTZEICHEN
.
252
C.8.2
LOGIKFAMILIEN
.
255
C.8.3
BAUFORMEN
UND
GEHAEUSE
DER
LOGIKBAUTEILE
.
262
UEBUNGSAUFGABEN
.
264
LITERATUR
.
265
D
LEISTUNGSELEKTRONIK
.
266
D.L
BAUELEMENTE
DER
LEISTUNGSELEKTRONIK
.
266
D.1.1
PASSIVE
BAUELEMENTE
.
267
D.L.
1.1
INDUKTIVITAETEN
.
267
D.L.
1.2
STROMTRANSFORMATOREN
.
271
D.L.
1.3
KONDENSATOREN
.
273
D.L.
1.3.1
SELBSTHEILENDE
KONDENSATOREN
.
278
D.L.
1.3.2
KONDENSATOR
ALS
ENERGIESPEICHER
.
279
D.L.
1.3.2
ENTSTOERKONDENSATOREN
.
280
D.L.
1.3.3
ANLAUFKONDENSATOREN
.
280
D.L.
1.4
HOCHLEISTUNGSWIDERSTAENDE
.
284
D.L.
1.5
HOCHLEISTUNGSDIODEN
.
285
D.L.
1.6
SCHUTZELEMENTE
.
285
D.1.2
AKTIVE
BAUELEMENTE
.
288
D.L.
2.1
DARLINGTONSCHALTUNG
.
288
D.L.2.2
POWER
MOS-FET
.
291
D.L.2.3
SMART
POWER
ICS
.
291
D.L.2.4
IGBT
.
295
D.L.2.5
THYRISTOREN
UND
ARTVERWANDTE
BAUELEMENTE
.
296
D.L.2.5.1
THYRISTOR
.
297
D.L.2.5.2
GTO
.
301
D.L.2.5.3
SITAC
.
301
D.L.2.5.4
TRIAC
.
303
D.2
LEISTUNGSELEKTRONIK
IN
DER
PRAXIS
.
304
D.2.1
ANWENDUNG
PASSIVER
BAUELEMENTE
.
304
D.2.
1.1
NETZFILTER
.
304
XII
INHALT
D.2.1.2
DREIPHASEN
NETZFILTER
.
305
D.2.2
AKTORSTEUERUNG
.
307
D.2.2.1
AKTORANSTEUERUNG
MIT
EINEM
EINFACHEN
LEISTUNGSTRANSISTOR
.
308
D.2.2.2
AKTORANSTEUERUNG
MIT
SMART
POWER
ICS
.
309
D.2.2.3
PULSWEITENMODULATION
(PWM)
FUER
QUASIANALOGE
AUSGAENGE
.
310
D.2.3
BRUECKENSCHALTUNGEN
.
313
D.2.3.1
HALBBRUECKE
.
313
D.2.3.2
VOLLBRUECKE
.
314
D.2.3.3
DREHSTROMBRUECKE
.
316
D.2.3.4
STROMUMRICHTER
.
317
D.2.4
UNTERBRECHUNGSFREIE
STROMVERSORGUNGEN
(USV)
.
319
D.2.4.1
AUFBAU
DER
USV
.
321
D.2.4.2
STOERUNTERDRUECKUNG
DURCH
DIE
USV
.
324
D.2.5
SPANNUNGSWANDLER
.
326
D.2.5.1
PRINZIP
DER
GETAKTETEN
STROMVERSORGUNG
.
327
D.2.5.
1.1
STEUERUNG
DURCH
PULSBREITENMODULATION
.
327
D.2.5.2
DURCHFLUSSWANDLER
.
330
D.2.
5.2.1
TIEFSETZSTELLER
.
330
D.2.5.2.2
EINTAKT-FLUSSWANDLER
.
332
D.2.5.3
SPERRWANDLER
.
333
D.2.6
HOCHLEISTUNGSLASER
.
335
D.2.6.1
LASERSCHNEIDTECHNIK
.
335
D.2.6.2
LEISTUNGSVERSTAERKER
FUER
CO
2
-LASER
.
336
LITERATUR
.
337
E
SENSOREN
UND
AKTOREN
.
338
E.L
SENSOREN
.
338
E.1.1
GRUNDLAGEN
.
338
E.L.
2
WEG-UND
POSITIONS-SENSOREN
.
340
E.
1.2.1
ENDSCHALTER
.
341
E.L.
2.1.1
INDUKTIVE
SENSOREN
.
342
E.L.
2.1.2
KAPAZITIVE
SENSOREN
.
345
E.L.2.1.3
OPTISCHE
SENSOREN
.
346
E.L.2.2
WEGMESSSYSTEME
.
348
E.L.
2.2.1
AKUSTISCHE
LAENGENMESSUNG
.
348
E.L.
2.2.2
HALL
SENSOREN
.
349
E.L.
2.2.3
OPTISCHE
MESSVERFAHREN
.
350
E.L.2.2.4
HOCHAUFLOESENDE
ABSOLUTGEBER
.
355
E.2
AKTUATOREN
.
364
E.2.1
HYDRAULISCHE
AKTUATOREN
.
365
E.2.
1.1
SCHALTVENTILE
.
365
E.2.
1.2
PROPORTIONALVENTILE
.
366
E.2.2
PNEUMATISCHE
AKTOREN
.
367
E.2.3
PIEZO
STELLER
.
368
E.2.3.1
PIEZOELEKTRISCHE
TRANSLATOREN
.
368
E.2.3.2
HAUPTANWENDUNGSGEBIETE,
EIGENSCHAFTEN
UND
ANSTEUERUNG
.
369
E.2.3.3
PIEZOELEKTRISCHE
KIPPSPIEGEL
.
370
E.2.3.4
HEXAPOD,
MIKROPOSITIONIERSYSTEM
MIT
SECHS
FREIHEITSGRADEN
.
370
INHALT
XIII
E.2.3.5
AKTIVE
PIEZO-SCHWINGUNGSISOLIERUNG
MIT
EINEM
HEXAPOD
.
371
E.2.3.6
200
PM
PIEZO-LINEARTISCH
.
371
E.3
EIGENUEBERWACHTE
AKTUATOREN
UND
SENSOREN
.
372
E.4
ANSCHLUSSTECHNIK
.
372
E.4.1
AKTORSTECKER
.
372
E.4.2
SENSORSTECKER
.
374
E.4.3
STANDARDISIERUNG
DER
STECKERBELEGUNG
UND
DIE
VORTEILE
.
374
WEITERFUEHRENDE
LITERATUR
.
375
LOESUNGEN
DER
UEBUNGSAUFGABEN
.
377
SACHVERZEICHNIS
.
385 |
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