Wechselstromtechnik: anwendungsorientierte Simulationen in MATLAB
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München
Oldenbourg
2012
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| Online-Zugang: | Ausführliche Beschreibung Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XIII, 483 S. graph. Darst. |
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INHALTSVERZEICHNIS
1 ENERGIESPEICHERNDE KOMPONENTEN 1
1.1 EINFUEHRUNG 1
1.1.1 SCHALTUNGEN MIT WIDERSTAENDEN 1
1.1.2 SCHALTUNGEN MIT WIDERSTAENDEN, INDUKTOREN UND KONDENSATOREN. 4
1.2 KONDENSATOREN 5
1.2.1 DIDAKTISCHE BEISPIELE 6
1.2.2 ERSATZKAPAZITAET PARALLEL GESCHALTETER KONDENSATOREN 9 1.2.3
ERSATZKAPAZITAET IN REIHE GESCHALTETER KONDENSATOREN 9
1.3 INDUKTOREN 10
1.3.1 ERSATZINDUKTIVITAET IN REIHE GESCHALTETER INDUKTOREN 13 1.3.2
ERSATZINDUKTIVITAET PARALLEL GESCHALTETER INDUKTOREN 14 1.3.3 DIDAKTISCHE
BEISPIELE 15
1.4 GEGENINDUKTIVITAET 19
1.4.1 DER TRANSFORMATOR MIT T-ERSATZSCHALTUNG 23
1.4.2 ANWENDUNGEN FUER TRANSFORMATOREN 27
1.5 ANTWORT ENERGIESPEICHERNDER ELEMENTE AUF GLEICHSTROMQUELLEN 30
1.6 NUMERISCHE LOESUNG DER DIFFERENTIALGLEICHUNGEN ERSTER ORDNUNG 31
1.7 ZEITANTWORT DER SCHALTUNGEN ERSTER ORDNUNG 33
1.8 DIE RC-REIHENSCHALTUNG 34
1.8.1 HOMOGENE LOESUNG 35
1.8.2 PARTIKULAERE LOESUNG FUER EINE KONSTANTE ANREGUNG 36
1.8.3 GESAMTLOESUNG FUER EINE KONSTANTE ANREGUNG 36
1.8.4 PARTIKULAERE LOESUNG FUER EINE SINUSFOERMIGE ANREGUNG 41 1.8.5
GESAMTLOESUNG FUER EINE SINUSFOERMIGE ANREGUNG 48
EXPERIMENT 1.8.1: GLAETTUNG PULSARTIGER SPANNUNGEN MIT RC-GLIED 50
EXPERIMENT 1.8.2: RC-GLIED ANGEREGT MIT ZWEI QUELLEN 56 EXPERIMENT
1.8.3: DISSIPIERTE LEISTUNG IN EINER RC-REIHENSCHALTUNG 62 EXPERIMENT
1.8.4: ENERGIEBILANZ FUER EINEN MOSFET-INVERTER 68 1.9 DIE
RL-REIHENSCHALTUNG 76
1.9.1 PARTIKULAERE LOESUNG FUER EINE KONSTANTE ANREGUNG 77
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1017631913
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
1.9.2 GESAMTLOESUNG FUER EINE KONSTANTE ANREGUNG 78
1.9.3 PARTIKULAERE LOESUNG FUER EINE SINUSFOERMIGE ANREGUNG 80 1.9.4
GESAMTLOESUNG FUER EINE SINUSFOERMIGE ANREGUNG 82
EXPERIMENT 1.9.1: GLAETTUNG PULSARTIGER SPANNUNGEN MIT RL-GLIED 84
1.10 ZEITANTWORT DER SCHALTUNGEN ZWEITER ORDNUNG 87
1.11 DIE RLC-REIHENSCHALTUNG 88
1.11.1 HOMOGENE LOESUNG DER DIFFERENTIALGLEICHUNG 90
1.11.2 PARTIKULAERE UND GESAMTLOESUNG FUER EINE KONSTANTE ANREGUNG 92
1.11.3 DIFFERENTIALGLEICHUNG DES STROMS DER RLC-REIHENSCHALTUNG 97
EXPERIMENT 1.11.1: DC-DC-WANDLER MIT RLC-SCHALTUNG 98 1.11.4 PARTIKULAERE
UND GESAMTLOESUNG FUER EINE SINUSFOERMIGE ANREGUNG
DER RLC-REIHENSCHALTUNG 105
1.11.5 RESONANZ DER RLC-REIHENSCHALTUNG 107
EXPERIMENT 1.11.2: PRINZIP EINES OSZILLATORS MIT REIHENRESONANZKREIS 107
1.12 DIE RLC-PARALLELSCHALTUNG 114
1.12.1 HOMOGENE LOESUNG FUER DIE RLC-PARALLELSCHALTUNG 116 1.12.2
PARTIKULAERE UND GESAMTLOESUNG FUER EINE KONSTANTE ANREGUNG 118 1.12.3
PARTIKULAERE LOESUNG DER RLC-PARALLELSCHALTUNG FUER SINUSFOERMI- GE ANREGUNG
120
1.12.4 GESAMTLOESUNG DER RLC-PARALLELSCHALTUNG FUER SINUSFOERMIGE AN-
REGUNG 122
EXPERIMENT 1.12.1: PRINZIP EINES OSZILLATORS MIT PARALLELRESONANZKREIS
... 128
1.13 ZUSAETZLICHE EXPERIMENTE 133
EXPERIMENT 1.13.1: EINSCHWINGVORGANG EINER RL-SCHALTUNG MIT GLEICH-
STROMQUELLE 133
EXPERIMENT 1.13.2: EINSCHWINGVORGANG EINER RL-SCHALTUNG MIT GLEICH-
STROMQUELLE UND NICHT IDEALEM SCHALTER 136
EXPERIMENT 1.13.3: EINSCHWINGVORGANG EINER RL-SCHALTUNG MIT ZWEI
GLEICHSTROMQUELLEN 136
EXPERIMENT 1.13.4: EINSCHWINGVORGANG EINER RL-SCHALTUNG MIT WECH-
SELSTROMQUELLE 139
EXPERIMENT 1.13.5: EINSCHWINGVORGANG EINER RLC-SCHALTUNG MIT WECH-
SELSTROMQUELLE 142
EXPERIMENT 1.13.6: SIMULATION DES ZEIT- UND FREQUENZVERHALTENS EINES
TASTKOPFES 145
EXPERIMENT 1.13.7: INVERTIERENDER DC-DC-WANDLER 155
EXPERIMENT 1.13.8: UNTERSUCHUNG EINES TRANSFORMATORS 162 EXPERIMENT
1.13.9: TRANSFORMATORMODELL MIT GEGENINDUKTIVITAET 173
SINUSFOERMIGE ANREGUNG ELEKTRISCHER SCHALTUNGEN 177
2.1 KENNGROESSEN SINUSFOERMIGER SCHWINGUNGEN 177
2.1.1 MITTELWERT SINUSFOERMIGER SCHWINGUNGEN 178
2.1.2 EFFEKTIVWERT SINUSFOERMIGER SCHWINGUNGEN 178
2.1.3 LEISTUNG IN NETZWERKEN MIT SINUSFOERMIGER ANREGUNG 179
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS XI
2.1.4 DIE LEISTUNG IN DEN PASSIVEN KOMPONENTEN R, L, C 184
2.2 ZEIGERDARSTELLUNG 184
2.2.1 ZEIGERDIAGRAMM DES REIHENRESONANZKREISES 188
2.2.2 ZEIGERDIAGRAMM DES PARALLELRESONANZKREISES 192
2.2.3 FREQUENZABHAENGIGKEIT DER IMPEDANZ IN RLC-PARALLELSCHALTUNG .. 193
2.2.4 IDENTIFIKATION EINES INDUKTORS 195
2.2.5 BESTIMMUNG DER KAPAZITAET EINES KONDENSATORS 197
2.2.6 WECHSELSTROMBRUECKE 198
EXPERIMENT 2.2.1: REALE INDUKTOREN 199
EXPERIMENT 2.2.2: REALER KONDENSATOR 202
EXPERIMENT 2.2.3: REALER WIDERSTAND 205
EXPERIMENT 2.2.4: ERSATZSCHALTUNG EINER PIEZODOSE AUSGEHEND VOM ME-
CHANISCHEN VERHALTEN 207
2.3 MEHRPHASENSYSTEME 213
2.3.1 ZWEIPHASENSYSTEM 215
2.3.2 DAS SYMMETRISCHE DREIPHASENSYSTEM. STERN- UND DREIECKSCHAL- TUNG
218
2.3.3 EINFACHER OHMSCHER DREIPHASENVERBRAUCHER 224
2.3.4 EINFACHER OHMSCHER EINPHASEN- UND DREIPHASENVERBRAUCHER 225
EXPERIMENT 2.3.1: VERSCHIEDENE VERBRAUCHER AM DREIPHASENSYSTEM MIT
FESTEM STERNPUNKT 225
2.4 ZUSAETZLICHE BEISPIELE UND EXPERIMENTE 230
EXPERIMENT 2.4.1: LEISTUNG IM WECHSELSTROMKREIS 230
EXPERIMENT 2.4.2: WIRKLEISTUNGSANPASSUNG 234
EXPERIMENT 2.4.3: ZUSAMMENSCHALTEN ZWEIER NETZSYSTEME 237 EXPERIMENT
2.4.4: LEISTUNGSFAKTORKOMPENSATION 242
EXPERIMENT 2.4.5: ZUSCHALTEN DES KOMPENSATIONSKONDENSATORS 247
EXPERIMENT 2.4.6: BLINDLEISTUNGSKOMPENSATION 251
3 BESCHREIBUNG ELEKTRISCHER SCHALTUNGEN IM FREQUENZBEREICH 255
3.1 EINFUEHRUNG 255
3.2 FREQUENZGANG LINEARER ELEKTRISCHER SCHALTUNGEN 257
3.2.1 FREQUENZGANG EINES PRODUKTS VON UEBERTRAGUNGSFUNKTIONEN 267
3.3 FILTERSCHALTUNGEN 269
3.3.1 EINFACHE PASSIVE FILTER 272
3.3.2 BEISPIEL FUER DIE ENTWICKLUNG EINES PASSIVEN TIEFPASSFILTERS 282
3.3.3 BEISPIEL FUER DIE ENTWICKLUNG EINES PASSIVEN BANDPASSFILTERS 286
3.3.4 AKTIVE FILTER 288
EXPERIMENT 3.3.1: ZEITVERHALTEN EINES HOCHPASSFILTERS 3. ORDNUNG 295
3.4 INTEGRIERTE FILTERSCHALTUNGEN 300
3.4.1 UNIVERSAL-FILTER 300
3.4.2 FILTER MIT GESCHALTETEN KAPAZITAETEN (SWITCHED CAPACITOR FILTER)
302 3.4.3 OTA-FILTER {OPERATIONAL-TRANSCONDUDANCE-AMPLIFIER-FILTERS) 303
IMAGE 4
XII INHALTSVERZEICHNIS
3.5 ZUSAETZLICHE EXPERIMENTE 308
EXPERIMENT 3.5.1: UEBERTRAGUNGSFUNKTION EINES TIEFPASSFILTERS 3. ORD-
NUNG MIT DREI SPANNUNGSFOLGERN 308
EXPERIMENT 3.5.2: NUMERISCHE ERMITTLUNG DER SPRUNGANTWORT DES TIEF-
PASSFILTERS 3. ORDNUNG 311
EXPERIMENT 3.5.3: NUMERISCHE IDENTIFIKATION DER UEBERTRAGUNGSFUNKTION AUS
DEM FREQUENZGANG 313
EXPERIMENT 3.5.4: BESTIMMUNG DER ZUSTANDS- UND AUSGANGSGLEICHUNG FUER DAS
FILTER AUS DEM VORHERIGEN EXPERIMENT 317
4 NICHTSINUSFOERMIGE STROEME UND SPANNUNGEN 321
4.1 EINFUEHRUNG 321
4.2 FOURIER-ZERLEGUNG PERIODISCHER ZEITFUNKTIONEN 321
4.2.1 FOURIER-REINE EINES RECHTECKIGEN, PERIODISCHEN SIGNALS 328 4.2.2
GIBBS-PHAENOMEN 331
4.2.3 ANNAEHERUNG DER FOURIER-REIHE MIT HILFE DER FFT 333 EXPERIMENT
4.2.1: DAS DFT-SPEKTRUM FUER ZWEI PERIODISCHE SIGNALE 338 4.2.4 FEHLER
BEI DER SCHAETZUNG DER FOURIER-REIHE UEBER DIE DFT 346 4.3 LINEARE
SCHALTUNGEN MIT HARMONISCHEN ANREGUNGEN 350
4.3.1 DISKRETE FOURIER-REIHE 350
EXPERIMENT 4.3.1: FILTERN DER OBERWELLEN EINES UMRICHTERS MIT
SAUGKREISEN 356
4.4 KENNGROESSEN 361
4.4.1 EFFEKTIVWERT 361
4.4.2 SCHWINGUNGSGEHALT UND KLIRRFAKTOR 362
EXPERIMENT 4.4.1: KENNGROESSEN UEBER DIE DFT ERMITTELN 362
4.5 ZUSAETZLICHE EXPERIMENTE 367
EXPERIMENT 4.5.1: SIMULATION EINER DIMMER-SCHALTUNG 367 EXPERIMENT
4.5.2: SIMULATION EINES WECHSELRICHTERS 373
5 NICHTLINEARE SCHALTUNGEN IM WECHSELBETRIEB 379
5.1 EINFUEHRUNG 379
5.2 NICHTLINEARE WIDERSTAENDE 379
5.2.1 DIE NEWTON-RAPHSONSCHE METHODE 385
EXPERIMENT 5.2.1: SPANNUNGSBEGRENZUNG MIT VDR-WIDERSTAND 386 5.3
NICHTLINEARE INDUKTIVITAETEN 390
EXPERIMENT 5.3.1: DC-DC WANDLER MIT NICHTLINEARER INDUKTIVITAET 391
5.4 DIE HALBLEITERDIODE ALS NICHTLINEARE KOMPONENTE 396
5.5 GLEICHRICHTERSCHALTUNGEN 402
5.5.1 EINWEGGLEICHRICHTUNG MIT GLAETTUNG UEBER INDUKTIVITAET 402
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS XIII
5.5.2 EINWEGGLEICHRICHTUNG MIT GLAETTUNG UEBER INDUKTIVITAET UND KA-
PAZITAET 409
5.6 MISCHER MIT EINER DIODE 415
5.7 MISCHER MIT GESCHALTETER SPANNUNG 420
5.8 ZUSAETZLICHE EXPERIMENTE 424
EXPERIMENT 5.8.1: EINFACHE REIHENSCHALTUNG EINES WIDERSTANDS UND EI- NES
INDUKTORS MIT NICHTLINEARER MAGNETISIERUNGSKENNLINIE 424 EXPERIMENT
5.8.2: DC-DC ABWAERTSWANDLER MIT NICHTLINEARER MAGNETI- SIERUNGSKENNLINIE
DES INDUKTORS 429
EXPERIMENT 5.8.3: TRANSFORMATOR MIT EINWEGGLEICHRICHTUNG IM SEKUNDAER 433
6 VIERPOLSCHALTUNGEN 447
6.1 EINFUEHRUNG 447
6.1.1 ZWEIPOLERSATZSCHALTUNG FUER VERSTAERKER MIT JFET-TRANSISTOR 447 6.2
VIERPOLERSATZSCHALTUNGEN 450
6.2.1 VIERPOL MIT LEITWERTPARAMETERN 450
EXPERIMENT 6.2.1: VIERPOL MIT LEITWERTPARAMETERN FUER JFET-VERSTAERKER...
454 6.2.2 VIERPOL MIT IMPEDANZWERTPARAMETERN 458
6.2.3 VIERPOL MIT HYBRID-PARAMETERN 459
EXPERIMENT 6.2.2: VIERPOL MIT HYBRID-PARAMETERN FUER VERSTAERKER MIT BI-
POLARTRANSISTOR 461
6.2.4 WEITERE VIERPOLMODELLE 467
EXPERIMENT 6.2.3: FET-TRANSISTOR MIT RUECKKOPPLUNG UEBER SOWRCE-WIDERSTAND
469
7 AUSBLICK 475
7.1 BEISPIEL EINER SIMULATION MIT LTSPICE 475
LITERATURVERZEICHNIS 479
INDEX 481
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| author | Hoffmann, Josef Klönne, Alfons 1969- |
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| discipline | Informatik Elektrotechnik Elektrotechnik / Elektronik / Nachrichtentechnik |
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Inhaltsverzeichnis
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2000 ZN 3050 H711 |
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