Holdings: Taschenbuch der Elektrotechnik und Elektronik

Taschenbuch der Elektrotechnik und Elektronik: mit 108 Tabellen

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Bibliographic Details
Format:	Book
Language:	German
Published:	München [u.a.] Fachbuchverl. Leipzig im Carl-Hanser-Verl. 2004
Edition:	8., neu bearb. Aufl.
Subjects:	Elektronik Elektrotechnik Electrical engineering > Handbooks, manuals, etc Electronics > Handbooks, manuals, etc
Online Access:	Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Item Description:	Literaturverzeichnis Seite 657-666
Physical Description:	696 S. graph. Darst.
ISBN:	3446225463

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adam_text	TASCHENBUCH DER ELEKTROTECHNIK UND ELEKTRONIK VON STUDIENDIREKTOR HELMUT LINDNER F DR. HARRY BRAUER F UND PROF. DR. CONSTANS LEHMANN UNTER MITARBEIT VON UNIV.-PROF. DR. HARALD LINDNER PROF. DR. HARTMUT LINDNER PROF. DR. WOLFGANG REINHOLD 8., NEU BEARBEITETE AUFLAGE MIT 641 BILDERN UND 108 TABELLEN IU F^ FACHBUCHVERLAG LEIPZIG IM CARL HANSER VERLAG INHALTSVERZEICHNIS 1 GLEICHSTROM 21 1.1 GRUNDGROESSEN UND GRUNDBEGRIFFE 21 1.1.1 ELEKTRISCHE LADUNG 21 1.1.2 ELEKTRISCHER STROM 21 1.1.3 ELEKTRISCHE SPANNUNG UND POTENZIAL 22 1.1.4 ELEKTRISCHER WIDERSTAND 24 1.1.5 OHM SCHES GESETZ 27 1.1.6 ELEKTRISCHE ARBEIT UND LEISTUNG 28 1.2 ZUSAMMENGESETZTE WIDERSTAENDE 30 1.2.1 REIHENSCHALTUNG VON WIDERSTAENDEN UND SPANNUNGSTEILUNG .... 30 1.2.2 PARALLELSCHALTUNG VON WIDERSTAENDEN UND STROMTEILUNG 30 1.2.3 GEMISCHTE SCHALTUNG VON WIDERSTAENDEN 31 1.2.4 DREIECK-STERN-UMWANDLUNG 32 1.3 STROMKREISE UND NETZWERKE 33 1.3.1 GRUNDSTROMKREIS 33 1.3.1.1 DARSTELLUNG MIT SPANNUNGSQUELLE 33 1.3.1.2 DARSTELLUNG MIT STROMQUELLE 34 1.3.1.3 WIRKUNGSGRAD IM GRUNDSTROMKREIS 35 1.3.1.4 LEISTUNGSANPASSUNG 35 1.3.2 KIRCHHOFF SCHE REGELN 36 1.3.3 BERECHNUNG VON NETZWERKEN 37 1.3.3.1 KNOTENPUNKT- UND MASCHENSATZ 37 1.3.3.2 UEBERLAGERUNGSSATZ 39 1.3.3.3 ZWEIPOLTHEORIE 40 1.3.3.4 MASCHENSTROMVERFAHREN 41 1.3.3.5 KNOTENSPANNUNGSVERFAHREN 41 1.3.4 BELASTETER SPANNUNGSTEILER 42 1.4 MESSUNG DER ELEKTRISCHEN GRUNDGROESSEN 43 1.4.1 MESSUNG VON SPANNUNG UND STROM 43 1.4.2 MESSUNG DES WIDERSTANDES 45 1.4.2.1 DIREKTE MESSUNG 45 1.4.2.2 WHEATSTONE-BRUECKE 46 1.4.2.3 THOMSON-BRUECKE 46 1.4.3 MESSUNG DER LEISTUNG 47 2 ELEKTRISCHE UND MAGNETISCHE FELDER 49 2.1 ELEKTROSTATISCHES FELD 49 2.1.1 ELEKTRISCHE FELDSTAERKE 49 2.1.2 INFLUENZ 50 2.1.3 VERSCHIEBUNGSDICHTE UND VERSCHIEBUNGSFLUSS 50 2.1.4 DIELEKTRIKUM 51 2.1.5 KONDENSATOREN 52 2.1.5.1 KAPAZITAET 52 2.1.5.2 SCHALTUNG VON KONDENSATOREN 52 8 INHALTSVERZEICHNIS 2.1.5.3 BERECHNUNG DER KAPAZITAET VON KONDENSATOREN 54 2.1.5.4 GESCHICHTETES DIELEKTRIKUM 54 2.1.5.5 LADUNG UND ENTLADUNG VON KONDENSATOREN 55 2.1.6 KRAEFTE IM ELEKTRISCHEN FELD 57 2.1.7 ENERGIE IM ELEKTRISCHEN FELD 59 2.1.8 PIEZOELEKTRISCHER EFFEKT 59 2.1.9 THERMOELEKTRISCHER EFFEKT 61 2.1.10 LICHTELEKTRISCHER EFFEKT 61 2.2 STATIONAERES ELEKTRISCHES STROEMUNGSFELD 62 2.2.1 STROEMUNGSFELD 62 2.2.2 STROMDICHTE 63 2.2.3 STROMDICHTE UND FELDSTAERKE 64 2.2.4 FELDSTAERKE UND POTENZIAL 65 2.3 MAGNETISCHES FELD 66 2.3.1 MAGNETISCHE FELDSTAERKE 66 2.3.1.1 DURCHFLUTUNGSSATZ 67 2.3.1.2 GESETZ VON BIOT-SAVART 69 2.3.2 MAGNETISCHE FLUSSDICHTE 70 2.3.3 MAGNETISCHER FLUSS UND STREUUNG 71 2.3.4 PERMEABILITAET 72 2.3.5 MAGNETISMUS DES EISENS 73 2.3.6 ARTEN MAGNETISCHER WERKSTOFFE 74 2.3.7 OHM SCHES GESETZ DES MAGNETISCHEN KREISES 76 2.3.8 EISENGEFUELLTE MAGNETISCHE KREISE 77 2.3.8.1 UNVERZWEIGTER MAGNETISCHER KREIS OHNE LUFTSPALT ... 78 2.3.8.2 ZUSAMMENGESETZTER MAGNETISCHER KREIS 79 2.3.8.3 SCHERUNG DER MAGNETISIERUNGSKURVE 80 2.3.8.4 FLUSSDICHTE BEI GEGEBENER DURCHFLUTUNG 81 2.3.8.5 VERZWEIGTER MAGNETISCHER KREIS 81 2.3.9 INDUKTIONSGESETZ 82 2.3.9.1 RUHENDE SPULE UND ZEITLICH VERAENDERLICHES MAGNETFELD 82 2.3.9.2 RUHENDES MAGNETFELD UND BEWEGTER GERADER LEITER .. 83 2.3.9.3 LENZ SCHE REGEL 84 2.3.9.4 PRINZIP DES GLEICHSTROMGENERATORS 84 2.3.9.5 WIRBELSTROEME 85 2.3.9.6 SKINEFFEKT 86 2.3.10 SELBSTINDUKTION 87 2.3.11 GEGENINDUKTIVITAET UND INDUKTIVE KOPPLUNG 90 2.4 KRAEFTE UND ENERGIE IM MAGNETFELD 91 2.4.1 KRAFT AUF EINE BEWEGTE ELEKTRISCHE LADUNG 91 2.4.2 KRAFT AUF GERADLINIGE STROMLEITER 91 2.4.3 KRAFT ZWISCHEN ZWEI PARALLELEN STROMLEITERN 92 2.4.4 PRINZIP DES GLEICHSTROMMOTORS 93 2.4.5 ENERGIE DES MAGNETISCHEN FELDES 94 2.4.5.1 ENERGIE BEI KONSTANTER PERMEABILITAET 94 2.4.5.2 ENERGIE IM EISENGEFUELLTEN KREIS 94 2.4.5.3 HYSTERESISARBEIT 95 INHALTSVERZEICHNIS 9 2.4.5.4 ZUGKRAFT VON MAGNETEN 96 2.4.5.5 SUPRALEITENDE MAGNETE 96 2.4.6 SCHALTVORGAENGE MIT INDUKTIVITAETEN 97 2.4.7 HALL-EFFEKT 99 2.4.8 ELEKTROMAGNETISCHE VERTRAEGLICHKEIT 101 3 WECHSELSTROM 102 3.1 GRUNDGROESSEN UND GRUNDBEGRIFFE 102 3.1.1 VORTEILE DES WECHSELSTROMS GEGENUEBER GLEICHSTROM 102 3.1.2 KENNGROESSEN SINUSFOERMIGER WECHSELGROESSEN 102 3.1.3 ZEIGER- UND LINIENDIAGRAMM 103 3.1.4 ADDITION PHASENVERSCHOBENER WECHSELGROESSEN GLEICHER FREQUENZ 104 3.1.5 MITTELWERTE SINUSFOERMIGER WECHSELGROESSEN 105 3.1.6 SCHEITEL- UND FORMFAKTOR 107 3.2 WIDERSTAENDE IM WECHSELSTROMKREIS 109 3.2.1 WIRKWIDERSTAND 109 3.2.2 INDUKTIVER WIDERSTAND 109 3.2.3 KAPAZITIVER WIDERSTAND 110 3.3 KOMPLEXE WECHSELGROESSEN 112 3.3.1 GRUNDLAGEN 112 3.3.2 ARITHMETIK 113 3.4 SCHALTUNGEN VON WIDERSTAENDEN IM WECHSELSTROMKREIS 113 3.4.1 REIHENSCHALTUNGEN 113 3.4.2 PARALLELSCHALTUNGEN 116 3.4.3 DARSTELLUNG KOMPLEXER GROESSEN IN WECHSELSTROMKREISEN 118 3.4.4 UMWANDLUNG VON SCHALTUNGEN 120 3.5 LEISTUNG UND ARBEIT IM WECHSELSTROMKREIS 122 3.5.1 AUGENBLICKSLEISTUNG 122 3.5.2 MITTLERE LEISTUNG 124 3.5.3 LEISTUNGSFAKTOR 126 3.5.4 WIRK-, BLIND- UND GESAMTSTROM 127 3.5.5 VERBESSERUNG DES LEISTUNGSFAKTORS 128 3.5.6 LEISTUNG IN KOMPLEXER SCHREIBWEISE 129 3.5.7 MESSUNG DER WECHSELSTROMLEISTUNG 129 3.5.7.1 MESSUNG DER WIRKLEISTUNG 129 3.5.7.2 MESSUNG DER BLINDLEISTUNG 130 3.5.7.3 MESSUNG DER WIRKARBEIT 131 3.5.7.4 KOMBINIERTE MESSUNG VON WIRK-UND BLINDLEISTUNG ..132 4 BESONDERE WECHSELSTROMKREISE 134 4.1 ZUSAMMENGESETZTE SCHALTUNGEN 134 4.1.1 KOMPLEXER SPANNUNGS- UND STROMTEILER 134 4.1.2 GEMISCHTE SCHALTUNGEN 136 4.1.2.1 PARALLELSCHALTUNG MIT KOMPLEXEN WIDERSTAENDEN 136 4.1.2.2 WECHSELSTROMPARADOXON 136 4.1.2.3 90-SCHALTUNG NACH HUMMEL 137 4.1.2.4 RC-KOMBINATION MIT PHASENDREHUNG UM 90 138 4.1.2.5 RC-KOMBINATION MIT PHASENDREHUNG UM 180 139 10 INHALTSVERZEICHNIS 4.2 FREQUENZVERHALTEN VON WECHSELSTROMKREISEN 140 4.2.1 VERLUSTE IN WECHSELSTROMKREISEN 140 4.2.1.1 VERLUSTWINKEL EINER SPULE 140 4.2.1.2 VERLUSTWINKEL EINES KONDENSATORS 141 4.2.2 REIHENRESONANZ 142 4.2.2.1 GRUNDVORGANG 142 4.2.2.2 BESONDERHEITEN BEI REIHENRESONANZ 144 4.2.2.3 VERLUSTE BEI REIHENRESONANZ 144 4.2.2.4 NORMIERTE DARSTELLUNG 145 4.2.3 PARALLELRESONANZ 146 4.2.3.1 GRUNDVORGANG 146 4.2.3.2 BESONDERHEITEN BEI PARALLELRESONANZ 147 4.2.3.3 VERLUSTE BEI PARALLELRESONANZ 148 4.2.4 UEBERTRAGUNGSFUNKTION VON VIERPOLEN 149 4.2.5 FILTER 150 4.2.5.1 AEC-GLIED ALS HOCHPASS 150 4.2.5.2 AEC-GLIED ALS TIEFPASS 151 4.2.5.3 RC-KOMBINATION ALS BANDPASS 152 4.3 SPULE MIT EISEN 154 4.3.1 EISENVERLUSTE 154 4.3.2 KUPFERVERLUSTE 156 4.3.3 INDUKTIVER SPANNUNGSABFALL 156 4.3.4 ERSATZSCHALTBILD DER SPULE MIT EISENKERN 157 4.3.5 DROSSELSPULE MIT GLEICHSTROM-VORMAGNETISIERUNG 158 4.4 TRANSFORMATOR 159 4.4.1 ARTEN DER TRANSFORMATOREN 159 4.4.2 IDEALER TRANSFORMATOR 160 4.4.3 REALER BELASTETER TRANSFORMATOR 161 4.4.4 GRUNDGLEICHUNGEN DES TRANSFORMATORS IN KOMPLEXER FORM . . . . 162 4.4.5 T-ERSATZSCHALTUNG DES TRANSFORMATORS 162 4.4.6 REDUZIERTE ERSATZSCHALTUNG 163 4.4.7 VEREINFACHTES ZEIGERDIAGRAMM DES STARKSTROMTRANSFORMATORS ..164 4.4.8 KAPP-DIAGRAMM 165 4.4.9 VERLUSTE UND WIRKUNGSGRAD DES TRANSFORMATORS 166 4.4.10 SPARTRANSFORMATOR 167 4.5 DREIPHASENSTROM 168 4.5.1 ERZEUGUNG DES DREIPHASENSTROMES 168 4.5.2 ARTEN DER VERKETTUNG 169 4.5.2.1 STERNSCHALTUNG 169 4.5.2.2 DREIECKSCHALTUNG 170 4.5.3 LEISTUNG DES DREHSTROMES 171 4.5.4 DREHSTROMTRANSFORMATOR 172 4.5.4.1 AUFBAU 172 4.5.4.2 SCHALTUNGSARTEN 173 4.6 INVERSION KOMPLEXER WECHSELGROESSEN 174 4.6.1 INVERSION EINES EINZELNEN ZEIGERS 174 4.6.2 WAHL DES MASSSTABS 176 INHALTSVERZEICHNIS 11 4.6.3 INVERSION VON PUNKTEN, GERADEN UND KREISEN 176 4.6.3.1 PUNKT 176 4.6.3.2 GERADEN, DURCH DEN NULLPUNKT LAUFEND 176 4.6.3.3 GERADEN, PARALLEL ZU EINER ACHSE UND NICHT DURCH DEN NULLPUNKT LAUFEND 177 4.6.3.4 GERADEN, NICHT ACHSENPARALLEL UND NICHT DURCH DEN NULLPUNKT LAUFEND 178 4.6.3.5 KREIS, NICHT DURCH DEN NULLPUNKT LAUFEND 179 4.7 ORTSKURVEN 180 4.7.1 DEFINITION 180 4.7.2 MASSSTAEBE UND MASSTEILUNGEN 180 4.7.3 ORTSKURVEN VON GRUNDSCHALTUNGEN 181 4.7.3.1 L IN REIHE MIT VERAENDERLICHEM R 181 4.7.3.2 R UND L IN REIHE BEI VARIABLER FREQUENZ 182 4.7.3.3 REIHENRESONANZ BEI VERAENDERLICHER FREQUENZ 184 4.7.3.4 NORMIERTE DARSTELLUNG DER REIHENRESONANZ 184 4.7.3.5 R UND L PARALLEL BEI VARIABLER FREQUENZ 186 4.7.4 ORTSKURVEN GEMISCHTER SCHALTUNGEN 186 4.7.4.1 ADDITION EINES KONSTANTEN WIDERSTANDES 187 4.7.4.2 NULLPUNKTVERSCHIEBUNG DER ORTSKURVE EINER GEMISCH- TEN SCHALTUNG 188 4.7.5 KONSTRUKTION VON ORTSKURVEN MITTELS WERTETABELLE 189 5 SIGNALE UND SYSTEME 192 5.1 SIGNALE 192 5.1.1 BEGRIFFSBESTIMMUNG UND UEBERSICHT 192 5.1.2 PERIODISCHE SIGNALE MIT KONSTANTER AMPLITUDE 192 5.1.2.1 MERKMALE 192 5.1.2.2 FOURIER-REIHEN 194 5.1.3 NICHTPERIODISCHE SIGNALE MIT ZWEISEITIGER BEGRENZUNG 199 5.1.3.1 MERKMALE 199 5.1.3.2 FOURIER-TRANSFORMATION 200 5.1.4 NICHTPERIODISCHE SIGNALE MIT EINSEITIGER BEGRENZUNG 204 5.1.4.1 MERKMALE 204 5.1.4.2 LAPLACE-TRANSFORMATION 205 5.2 SYSTEME 207 5.2.1 BEGRIFFSBESTIMMUNG 207 5.2.2 LINEARE, ZEITINVARIANTE SYSTEME (LTI-SYSTEME) 208 5.2.2.1 SYSTEMREAKTIONEN (IMPULSANTWORT, SPRUNGANTWORT) ..208 5.2.2.2 BERECHNUNG VON EINSCHALTVORGAENGEN MIT DER LAPLACE- TRANSFORMATION 209 5.2.2.3 ALLGEMEINE FORM DER KOMPLEXEN UEBERTRAGUNGSFUNK- TION 210 5.2.2.4 POL-NULLSTELLEN-PLAN 211 5.2.2.5 AMPLITUDEN- UND PHASEN-FREQUENZGANG 212 5.2.3 ABTASTSYSTEME 214 5.2.3.1 BEDEUTUNG DER ABTASTUNG FUER DIE DIGITALE SIGNALVERAR- BEITUNG 214 5.2.3.2 IDEALE ABTASTUNG 214 12 INHALTSVERZEICHNIS 5.2.3.3 ABTASTTHEOREM 216 5.2.3.4 BANDBEGRENZUNG 216 5.3 ELEMENTE DER DIGITALEN SIGNALVERARBEITUNG 218 5.3.1 DISKRETE SIGNALE 218 5.3.2 ZEITDISKRETE SYSTEME 219 5.3.3 Z-TRANSFORMATION 222 5.3.4 ZUSAMMENFASSENDES BEISPIEL 224 6 BAUELEMENTE DER ELEKTRONIK 228 6.1 BEGRIFFSBESTIMMUNG UND UEBERSICHT 228 6.2 LEITERPLATTEN 228 6.2.1 HALBZEUGE 228 6.2.2 ENTWURF UND HERSTELLUNG VON LEITERPLATTEN 230 6.2.3 LEITERPLATTEN-MONTAGETECHNIKEN 232 6.3 DIE INTERNATIONALEN E-REIHEN 233 6.4 WIDERSTAENDE 234 6.4.1 DER WIDERSTAND ALS BAUELEMENT 234 6.4.2 FESTWIDERSTAENDE 235 6.4.3 EINSTELLWIDERSTAENDE 237 6.5 KONDENSATOREN 237 6.5.1 KENNGROESSEN 237 6.5.2 TECHNISCHE KONDENSATOREN 238 6.5.3 KONDENSATOREN MIT VERAENDERBARER KAPZITAET 239 6.6 SPULEN 240 6.6.1 KENNGROESSEN 240 6.6.2 TECHNISCHE SPULEN 240 6.7 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN DER HALBLEITER 241 6.7.1 REINE HALBLEITER 241 6.7.2 DOTIERTE HALBLEITER 243 6.7.3 PN-UEBERGAENGE 244 6.7.3.1 WIRKPRINZIP 244 6.7.3.2 STROM-SPANNUNGS-KENNLINIE DES PN-UEBERGANGS 246 6.7.3.3 KLEINSIGNALVERHALTEN DES PN-UEBERGANGS 248 6.7.3.4 SCHALTVERHALTEN DES PN-UEBERGANGS 248 6.7.3.5 THERMISCHES VERHALTEN DES PN-UEBERGANGS 249 6.7.3.6 HERSTELLUNGSVERFAHREN FUER PN-UEBERGAENGE 250 6.8 HALBLEITERDIODEN 251 6.8.1 GLEICHRICHTER- UND SCHALTDIODEN 251 6.8.2 PIN- UND PSN-DIODEN 252 6.8.3 SCHOTTKY-DIODEN 253 6.8.4 HETERODIODEN 254 6.8.5 Z-DIODEN 255 6.8.6 TUNNELDIODEN 257 6.8.7 BACKWARDDIODEN 258 6.8.8 KAPAZITAETSDIODEN 259 6.8.9 SPEZIELLE DIODENARTEN 259 6.9 BIPOLARE TRANSISTOREN 260 6.9.1 AUFBAU UND WIRKPRINZIP 260 6.9.2 GRUNDSCHALTUNGEN DES TRANSISTORS 264 INHALTSVERZEICHNIS 13 6.9.3 STROM-SPANNUNGS-KENNLINIE DES TRANSISTORS 264 6.9.3.1 KENNLINIENFELDER IN EMITTERSCHALTUNG 264 6.9.3.2 ARBEITSPUNKTEINSTELLUNG 266 6.9.3.3 UEBERSTEUERUNGSGRENZE UND SAETTIGUNGSSPANNUNG .... 267 6.9.4 KLEINSIGNALVERHALTEN DES TRANSISTORS 268 6.9.5 TRANSISTORKENNWERTE UND -GRENZWERTE 271 6.9.5.1 STROMVERSTAERKUNGSGRUPPEN 271 6.9.5.2 RESTSTROEME DES TRANSISTORS 271 6.9.5.3 TEMPERATURABHAENGIGKEIT DER KENNWERTE 271 6.9.6 ANWENDUNGEN BIPOLARER TRANSISTOREN 273 6.9.6.1 ELEKTRONISCHER SCHALTER 273 6.9.6.2 KLEINSIGNALVERSTAERKER 276 6.10 FELDEFFEKTTRANSISTOREN (FET) 278 6.10.1 UEBERSICHT 278 6.10.2 STROM-SPANNUNGS-KENNLINIE 281 6.10.3 KLEINSIGNALVERHALTEN 284 6.10.4 EFFEKTE BEI INTEGRIERTEN MOSFET 285 6.10.5 THERMISCHES VERHALTEN 286 6.10.6 ANWENDUNGEN VON FELDEFFEKTTRANSISTOREN 286 6.10.6.1 FET ALS ELEKTRONISCHER SCHALTER 286 6.10.6.2 STEUERBARER WIDERSTAND 288 6.10.6.3 KLEINSIGNALVERSTAERKER 288 6.10.6.4 KONSTANTSTROMQUELLEN 289 6.10.6.5 LEISTUNGS-FELDEFFEKTTRANSISTOREN 290 6.10.6.6 SPEZIELLE FELDEFFEKTTRANSISTORARTEN 291 6.11 THYRISTORBAUELEMENTE 295 6.11.1 UEBERBLICK 295 6.11.2 EINRICHTUNGS-THYRISTORDIODE 295 6.11.3 ZWEIRICHTUNGS-THYRISTORDIODE UND DIAC 296 6.11.4 EINRICHTUNGS-THYRISTORTRIODE 298 6.11.4.1 TECHNOLOGISCHER AUFBAU 298 6.11.4.2 WIRKUNGSWEISE 298 6.11.5 ZWEIRICHTUNGS-THYRISTORTRIODE 300 6.11.6 ANWENDUNGEN VON THYRISTOR UND TRIAC 301 6.11.6.1 LEISTUNGSSCHALTER FUER WECHSEL-UND GLEICHSTROM ....301 6.11.6.2 ELEKTRONISCHE LASTRELAIS 303 6.11.6.3 STOERSCHUTZ UND SCHUTZBESCHALTUNG 304 6.11.7 SPEZIELLE THYRISTOREN 305 6.12 OPTOELEKTRONISCHE BAUELEMENTE 305 6.12.1 UEBERSICHT 305 6.12.2 FOTOMETRISCHE BEZIEHUNGEN 306 6.12.3 LICHTEMPFINDLICHE FOTOHALBLEITER 308 6.12.3.1 FOTOWIDERSTAENDE 308 6.12.3.2 FOTODIODEN 309 6.12.3.3 FOTOELEMENTE UND SOLARZELLEN 310 6.12.3.4 FOTOTRANSISTOREN 312 6.12.3.5 FOTOTHYRISTOREN 312 14 INHALTSVERZEICHNIS 6.12.4 LICHTEMITTIERENDE FOTOHALBLEITER 312 6.12.4.1 LUMINESZENZEFFEKT IN HALBLEITERN 312 6.12.4.2 LUMINESZENZDIODEN (LED) 313 6.12.4.3 LED-ANZEIGESYSTEME (DISPLAY-BAUELEMENTE) 314 6.12.4.4 HALBLEITER-INJEKTIONSLASER 314 6.12.5 OPTOELEKTRONISCHE KOPPELELEMENTE 315 6.12.6 FELDEFFEKT-ANZEIGEELEMENTE 315 6.13 HALBLEITERSENSOREN 316 6.13.1 TEMPERATURSENSOREN 316 6.13.1.1 HEISSLEITER 316 6.13.1.2 KALTLEITER 318 6.13.1.3 THERMOELEMENTE 319 6.13.2 DRUCKSENSOREN 321 6.13.2.1 PIEZORESISTIVE WANDLER 321 6.13.2.2 PIEZOELEKTRISCHE WANDLER 322 6.13.3 MAGNETFELDSENSOREN 322 6.13.3.1 FELDPLATTEN 322 6.13.3.2 HALL-GENERATOREN 323 6.13.3.3 REED-KONTAKTE 324 6.13.4 FEUCHTESENSOREN 325 6.13.5 GASSENSOREN 326 6.13.6 FOTOSENSOREN 327 6.13.7 AUSWERTEPRINZIPIEN UND MESSSCHALTUNGEN FUER SENSOREN 327 6.14 INTEGRIERTE SCHALTUNGEN 328 6.14.1 UEBERSICHT 328 6.14.2 FILMSCHALTKREISE 329 6.14.3 FESTKOERPERSCHALTKREISE 330 6.14.3.1 GRUNDLAGEN 330 6.14.3.2 HERSTELLUNGSZYKLEN 330 6.14.3.3 SCHALFKREISTECHNOLOGIEN 331 6.14.3.4 SCHALTKREISENTWURF 335 6.14.4 SCHALTKREISGEHAEUSE 336 6.15 KUEHLUNG VON HALBLEITERBAUELEMENTEN 337 6.16 RAUSCHEN ELEKTRONISCHER BAUELEMENTE 33 9 6.16.1 GRUNDBEZIEHUNGEN UND WIDERSTANDSRAUSCHEN 339 6.16.2 AEQUIVALENTER RAUSCHWIDERSTAND 340 6.16.3 RAUSCHZAHL UND RAUSCHMASS 340 6.16.4 RAUSCHEN VON FELDEFFEKTTRANSISTOREN 340 6.16.5 RAUSCHEN BIPOLARER TRANSISTOREN 341 7 ANALOGE SCHALTUNGEN 343 7.1 BEGRIFFSBESTIMMUNG UND UEBERSICHT 343 7.2 ANALYSEMETHODEN 345 7.2.1 VIERPOLANALYSE (ZWEITORANALYSE) 345 7.2.1.1 SYSTEMATIK 346 7.2.1.2 BESCHREIBUNGSFORMEN 347 7.2.1.3 ZUSAMMENSCHALTUNG 350 7.2.1.4 WIDERSTAENDE UND UEBERTRAGUNGSFAKTOREN 352 7.2.1.5 WELLENBEZOGENE PARAMETER 354 INHALTSVERZEICHNIS 15 7.2.2 KNOTENSPANNUNGSANALYSE 356 7.2.3 COMPUTERGESTUETZTE NETZWERK-ANALYSEN 358 7.3 AKTIVE GRUNDSCHALTUNGEN 360 7.3.1 BEGRIFFSBESTIMMUNG UND UEBERSICHT 360 7.3.2 HINWEISE ZU GRUNDSCHALTUNGEN MIT TRANSISTOREN 361 7.3.3 SCHALTUNGEN MIT GEGENKOPPLUNG 363 7.3.3.1 BEGRIFF DER RUECKKOPPLUNG 363 7.3.3.2 GEGENKOPPLUNGSMODELLE 364 7.3.3.3 EINFLUSS DER GEGENKOPPLUNG AUF DIE DYNAMISCHEN EIGENSCHAFTEN 366 7.3.3.4 BIPOLARE TRANSISTORSTUFEN MIT GEGENKOPPLUNG 367 7.3.3.5 WEITERE GEGENKOPPLUNGSEFFEKTE 368 7.3.4 KOPPLUNGSARTEN BEI MEHRSTUFIGEN VERSTAERKERN 369 7.3.4.1 RC-KOPPLUNG 369 7.3.4.2 DIREKTE KOPPLUNG 371 7.3.5 DIFFERENZVERSTAERKER 373 7.3.5.1 GRUNDSCHALTUNG MIT BIPOLARTRANSISTOREN 373 7.3.5.2 DIFFERENZVERSTAERKER MIT STROMSPIEGEL 375 7.3.6 TRANSISTORENENDSTUFEN 377 7.3.6.1 BEGRIFFSBESTIMMUNG UND UEBERSICHT 377 7.3.6.2 EMITTERFOLGER IM EINTAKT-/4-BETRIEB 378 7.3.6.3 EMITTERFOLGER IM GEGENTAKT-SS-BETRIEB 380 7.3.6.4 EMITTERFOLGER IM GEGENTAKT-AB-BETRIEB 381 7.4 OPERATIONSVERSTAERKER 382 7.4.1 BEGRIFFSBESTIMMUNG UND UEBERSICHT 382 7.4.2 KENNGROESSEN 384 7.4.2.1 STATISCHE KENNGROESSEN 384 7.4.2.2 OFFSET- UND DRIFTKENNGROESSEN 385 7.4.2.3 DYNAMISCHE KENNGROESSEN 386 7.4.2.4 KOMPENSATIONSMASSNAHMEN 387 7.4.3 GRUNDSCHALTUNGEN MIT OPERATIONSVERSTAERKERN 389 7.4.3.1 VERSTAERKERGRUNDSCHALTUNGEN 389 7.4.3.2 VERSTAERKERSCHALTUNGEN MIT SPEZIELLEN EIGENSCHAFTEN . . 390 7.4.3.3 KONSTANTSTROMQUELLEN 392 7.4.3.4 ANALOGRECHENSCHALTUNGEN 392 7.4.3.5 KOMPARATOREN 396 7.5 FILTER 397 7.5.1 UEBERSICHT 397 7.5.2 AKTIVE RC-FILTER 398 7.5.2.1 TIEFPAESSE 398 7.5.2.2 HOCHPAESSE 401 7.5.2.3 BANDPAESSE (SELEKTIVFILTER) 402 7.5.2.4 HINWEISE ZU FILTERN HOEHERER ORDNUNG 403 7.5.3 SC-FILTER 404 7.6 OSZILLATOREN 405 7.6.1 BEGRIFFSBESTIMMUNG UND UEBERSICHT 405 16 INHALTSVERZEICHNIS 7.6.2 AEC-OSZILLATOREN 405 7.6.2.1 WIEN-OSZILLATOR 406 7.6.2.2 WIEN-ROBINSON-OSZILLATOR 407 7.6.3 QUARZOSZILLATOREN 408 7.6.3.1 ELEKTRISCHE EIGENSCHAFTEN DES QUARZES 408 7.6.3.2 HINWEISE ZU EINFACHEN OSZILLATOREN 410 7.7 ANALOG/DIGITAL- UNDDIGITAL/ANALOG-UMSETZER 411 7.7.1 ANALOG/DIGITAL-UMSETZER 412 7.7.1.1 PARALLELVERFAHREN 412 7.7.1.2 WAEGEVERFAHREN 414 7.7.1.3 ABTAST- UND HALTESCHALTUNG 415 7.7.1.4 ZAEHLVERFAHREN 417 7.7.1.5 HINWEISE ZU WEITEREN UMSETZVERFAHREN 419 7.7.2 DIGITAL/ANALOG-UMSETZER 420 7.7.2.1 PRINZIP DER PARALLELUMSETZUNG 421 7.7.2.2 UMSETZVERFAHREN MIT R-2FF-NETZWERK 422 7.7.2.3 ANALOGSCHALTER 423 8 DIGITALE SCHALTUNGEN 425 8.1 BEGRIFFSBESTIMMUNG UND UEBERSICHT 425 8.2 GRUNDLAGEN DER SCHALTALGEBRA 427 8.2.1 LOGISCHE FUNKTIONEN 427 8.2.1.1 LOGISCHE GRUNDFUNKTIONEN 428 8.2.1.2 ABGELEITETE LOGIKFUNKTIONEN 429 8.2.2 RECHENREGELN 430 8.2.3 MINIMIERUNG MIT KARNAUGH-PLAN 432 8.3 LOGISCHE GRUNDSCHALTUNGEN 433 8.3.1 LOGISCHE PEGEL 434 8.3.2 INTEGRIERTE SCHALTKREISE 435 8.3.2.1 TTL-SCHALTKREISE 435 8.3.2.2 CMOS-SCHALTKREISE 443 8.3.2.3 WEITERE STANDARDSCHALTKREISE 447 8.3.2.4 ANWENDERSPEZIFISCHE SCHALTKREISE (ASIC) 447 8.4 AUSGEWAEHLTE BAUSTEINE FUER SCHALTNETZE 450 8.4.1 KOMPARATOREN 450 8.4.2 MULTIPLEXER UND DEMULTIPLEXER 452 8.4.3 CODEUMSETZER 454 8.4.4 ADDIERER 457 8.5 ELEMENTARE KIPPSCHALTUNGEN 461 8.5.1 BEGRIFFSBESTIMMUNG UND UEBERSICHT 461 8.5.2 BISTABILE KIPPSCHALTUNGEN (FLIPFLOP) 462 8.5.2.1 UNGETAKTETE FLIPFLOP 462 8.5.2.2 ZUSTANDSGESTEUERTE EINSPEICHER-FLIPFLOPS 465 8.5.2.3 ZUSTANDSGESTEUERTE ZWEISPEICHER-FLIPFLOPS 466 8.5.2.4 FLANKENGESTEUERTE FLIPFLOPS (EDGE-TRIGGERED BISTABLE) . 467 8.5.3 SCHMITT-TRIGGER 469 8.5.3.1 SCHMITT-TRIGGER MIT OPERATIONSVERSTAERKERN 469 8.5.3.2 SCHMITT-TRIGGER MIT DIGITALEN SCHALTKREISEN 471 INHALTSVERZEICHNIS 17 8.5.4 MONOSTABILE KIPPSCHALTUNGEN 471 8.5.4.1 MONOSTABILE KIPPSCHALTUNGEN MIT LOGIKGATTERN ....471 8.5.4.2 INTEGRIERTE MONOFLOP-BAUSTEINE 472 8.5.5 ASTABILE KIPPSCHALTUNGEN 473 8.6 KOMPLEXE BAUSTEINE FUER DIGITALE SYSTEME 475 8.6.1 ZAEHLER 475 8.6.1.1 ASYNCHRONZAEHLER AUS EINZELNEN KIPPGLIEDERN 476 8.6.1.2 SYNCHRONZAEHLER AUS EINZELNEN KIPPGLIEDERN 477 8.6.1.3 INTEGRIERTE ZAEHLERBAUSTEINE 478 8.6.2 FREQUENZTEILER 481 8.6.2.1 ASYNCHRONE FREQUENZTEILER 481 8.6.2.2 SYNCHRONE FREQUENZTEILER 482 8.6.3 SCHIEBEREGISTER 483 8.6.3.1 BEGRIFFSBESTIMMUNG UND UEBERBLICK 483 8.6.3.2 SCHIEBEREGISTER AUS EINZELNEN KIPPGLIEDERN 484 8.6.3.3 SCHALTUNGEN MIT SCHIEBEREGISTER-BAUSTEINEN 485 8.7 HALBLEITERSPEICHER 488 8.7.1 BEGRIFFSBESTIMMUNG UND UEBERSICHT 488 8.7.2 SCHREIB-LESE-SPEICHER (RAM) 491 8.7.2.1 STATISCHE RAM 491 8.7.2.2 DYNAMISCHE RAM 494 8.7.3 FESTWERTSPEICHER (ROM) 497 8.7.3.1 PROGRAMMIERBARE ROM 497 8.7.3.2 REPROGRAMMIERBARE ROM 499 8.7.4 KOMBINIERTE SPEICHERSCHALTUNGEN 503 8.8 PROGRAMMIERBARE LOGIKBAUSTEINE 505 8.8.1 PAL-GRUNDSTRUKTUREN 506 8.8.2 REPROGRAMMIERBARE PLD 508 8.9 ERGAENZENDE INFORMATIONEN 509 8.9.1 TETRADISCHE CODES 509 8.9.2 NICHTTETRADISCHE CODES 510 8.9.3 FEHLERERKENNBARE CODES 510 8.9.4 ALPHANUMERISCHE CODES 511 8.9.5 ZAHLENSYSTEME (LISTE DER NATUERLICHEN ZAHLEN 0 ... 20 D) 512 8.9.6 RELATIVE DUALZAHLEN MIT VORZEICHENBIT UND 4 BETRAGSBIT 513 8.9.7 ABHAENGIGKEITSARTEN (NACH DIN 40900 TEIL 12) 514 8.9.8 SCHALTKREIS-LISTEN 514 8.9.9 ANSCHLUSSBELEGUNGEN VON EPROM IM DUAL-INLINE-GEHAEUSE . . .515 8.9.10 V.24-SCHNITTSTELLE 516 9 STROMVERSORGUNGSSCHALTUNGEN 517 9.1 GRUNDFUNKTIONEN KONVENTIONELLER NETZTEILE 517 9.1.1 TRANSFORMATION DER NETZWECHSELSPANNUNG 518 9.1.2 GLEICHRICHTUNG 522 9.1.2.1 EINWEGGLEICHRICHTUNG 522 9.1.2.2 ZWEIWEGGLEICHRICHTUNG 523 9.1.2.3 GLEICHRICHTUNG MIT SPANNUNGSVERVIELFACHUNG 525 18 INHALTSVERZEICHNIS 9.1.3 GLAETTUNG UND SIEBUNG 527 9.1.3.1 GLAETTUNG MIT LADEKONDENSATOR 527 9.1.3.2 SIEBUNG MIT FREQUENZABHAENGIGEN BAUELEMENTEN ....532 9.2 SPANNUNGSSTABILISIERUNG 533 9.2.1 BEGRIFFSBESTIMMUNG UND UEBERBLICK 533 9.2.2 ERZEUGUNG VON REFERENZSPANNUNGEN 534 9.2.2.1 DISKRETE SCHALTUNGEN MITZ-DIODEN 534 9.2.2.2 INTEGRIERTE REFERENZSPANNUNGSQUELLEN 536 9.2.3 STETIGE GLEICHSPANNUNGSREGELUNG 538 9.2.3.1 GRUNDSCHALTUNG AUS DISKRETEN BAUELEMENTEN 538 9.2.3.2 INTEGRIERTE REGLER MIT EINSTELLBARER SPANNUNG 539 9.2.3.3 INTEGRIERTE FESTSPANNUNGSREGLER 540 9.2.4 UNSTETIGE REGELUNG MIT SCHALTREGLER 541 9.2.4.1 BEGRIFFSBESTIMMUNG UND UEBERSICHT 541 9.2.4.2 GLEICHSPANNUNGSWANDLER 543 9.2.4.3 WANDLER FUER NETZBETRIEB 547 9.2.4.4 INTEGRIERTE ANSTEUERSCHALTUNGEN 552 10 ELEKTRISCHE MASCHINEN 554 10.1 BEGRIFFSBESTIMMUNG UND UEBERSICHT 554 10.1.1 KLASSIFIKATION 554 10.1.2 BAUFORMEN 556 10.1.3 SCHUTZARTEN 557 10.1.4 ERWAERMUNG UND KUEHLUNG 558 10.1.4.1 ERWAERMUNG 558 10.1.4.2 KUEHLUNG 558 10.1.5 BETRIEBSARTEN 559 10.1.6 LEISTUNGSSCHILD 560 10.1.7 WICHTIGE VORSCHRIFTEN, NORMEN UND EMPFEHLUNGEN 561 10.2 GLEICHSTROMMASCHINEN 561 10.2.1 WIRKUNGSWEISE 562 10.2.1.1 MECHANISCHER AUFBAU 562 10.2.1.2 DREHMOMENTENBILDUNG UND DREHZAHL 563 10.2.1.3 SPANNUNGSINDUKTION 565 10.2.2 KLASSIFIKATION DER BAUARTEN 565 10.2.3 ANKERRUECKWIRKUNG 567 10.2.4 BETRIEBSVERHALTEN 569 10.2.4.1 FREMDERREGTER GLEICHSTROMMOTOR 569 10.2.4.2 GLEICHSTROM-NEBENSCHLUSSMOTOR 570 10.2.4.3 GLEICHSTROM-REIHENSCHLUSSMOTOR 571 10.2.5 DREHZAHLSTELLMOEGLICHKEITEN 572 10.2.5.1 ANKERWIDERSTAND R A 572 10.2.5.2 FELDSCHWAECHUNG 573 10.2.5.3 SPANNUNGSAENDERUNG 574 10.2.5.4 GEREGELTER GLEICHSTROMANTRIEB 574 10.2.6 ELEKTRISCHES BREMSEN 574 10.2.6.1 NUTZBREMSUNG 575 10.2.6.2 WIDERSTANDSBREMSUNG 576 10.2.6.3 GEGENSTROMBREMSUNG 576 INHALTSVERZEICHNIS 19 10.3 ASYNCHRONMASCHINEN 577 10.3.1 EINSATZGEBIETE 577 10.3.2 MECHANISCHER AUFBAU 578 10.3.3 WIRKUNGSWEISE 581 10.3.3.1 DREHFELDBILDUNG 581 10.3.3.2 LEISTUNGSUMSATZ BEIM ASYNCHRONMOTOR 582 10.3.4 BETRIEBSVERHALTEN DER ASYNCHRONMASCHINE 584 10.3.4.1 MASCHINENGLEICHUNGSSYSTEM, ZEIGERBILD, ERSATZSCHAL- TUNG 584 10.3.4.2 STROMORTSKURVE 586 10.3.4.3 LEISTUNGSFLUSS 588 10.3.4.4 DREHMOMENT 589 10.3.5 DREHZAHLSTEUERUNG BEI ASYNCHRONMASCHINEN 590 10.3.5.1 PRINZIPIELLE DREHZAHLSTELLMOEGLICHKEITEN 590 10.3.5.2 FREQUENZSTEUERUNG 590 10.3.5.3 POLUMSCHALTUNG 593 10.3.5.4 SCHLUPFSTEUERUNG 594 10.3.6 ANLASSEN UND BREMSEN VON ASYNCHRONMASCHINEN 598 10.3.6.1 ANLAUFVERHALTEN VON KURZSCHLUSSLAEUFERASYNCHRONMASCHINEN 598 10.3.6.2 ELEKTRISCHES BREMSEN 601 10.3.7 EINPHASENASYNCHRONMASCHINEN 604 10.3.7.1 EINSATZGEBIET 604 10.3.7.2 EINPHASENASYNCHRONMOTOREN OHNE HILFSWICKLUNG . . . 604 10.3.7.3 EINPHASENASYNCHRONMOTOR MIT HILFSWICKLUNG 607 10.3.7.4 SPALTPOLMOTOREN 608 10.4 SYNCHRONMASCHINEN 609 10.4.1 EINSATZGEBIETE 609 10.4.2 AUFBAU DER SYNCHRONMASCHINEN 610 10.4.2.1 HAUPTBAUGRUPPEN DER SYNCHRONMASCHINE 610 10.4.2.2 ERREGERSYSTEME 612 10.4.3 WIRKUNGSWEISE UND BETRIEBSVERHALTEN 615 10.4.3.1 SPANNUNGSINDUKTION DURCH DAS ROTIERENDE ERREGERFELD IN DER DREHSTROMWICKLUNG DES STAENDERS 615 10.4.3.2 SYNCHRONGENERATOR MIT VOLLPOLLAEUFER IM INSELBETRIEB .615 10.4.3.3 BETRIEBSVERHALTEN DER VOLLPOLMASCHINE IM NETZBETRIEB 618 10.4.3.4 SPEZIFIKA VON SCHENKELPOLMASCHINEN 623 10.4.4 SONDERFORMEN VON SYNCHRONMASCHINEN 627 10.4.4.1 STROMRICHTERGESPEISTE SYNCHRONMASCHINEN 627 10.4.4.2 ANTRIEB MIT ELEKTRONIK- BZW. STROMRICHTERMOTOR (SER- VOANTRIEB) 627 10.5 UNIVERSALMOTOREN 632 10.5.1 EINSATZGEBIETE 632 10.5.2 MECHANISCHER AUFBAU 632 10.5.3 WIRKUNGSWEISE, BETRIEBSVERHALTEN 633 10.5.4 DREHZAHLSTEUERUNG, DREHRICHTUNGSUMKEHR 636 10.6 SCHRITTMOTOREN 636 10.6.1 WIRKUNGSWEISE 636 20 INHALTSVERZEICHNIS 10.6.2 MECHANISCHER AUFBAU 638 10.6.3 BETRIEBSVERHALTEN 638 10.6.4 STEUERUNG 641 10.6.5 ANWENDUNG 642 10.7 LINEARMOTOREN 642 10.7.1 WIRKUNGSWEISE 643 10.7.2 MECHANISCHER AUFBAU 643 10.7.3 BETRIEBSVERHALTEN 644 10.7.4 ANWENDUNG 645 ABKUERZUNGSVERZEICHNIS ZUR ELEKTRONIK 646 FORMELZEICHENVERZEICHNIS 650 LITERATURVERZEICHNIS 657 SACHWORTVERZEICHNIS 667
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