Verfügbarkeit: Grundlagen der Elektrotechnik

Grundlagen der Elektrotechnik:

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Pregla, Reinhold 1938- (VerfasserIn)
Weitere Verfasser:	Bergandt, Hans-Georg 1941- (MitwirkendeR)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Berlin VDE VERLAG GMBH [2016]
Ausgabe:	9., durchgesehene Auflage
Schlagworte:	CD-ROM Elektrizitätslehre Elektrotechnik Studierende elektrotechnischer, ingenieurwissenschaftlicher und naturwissenschaftlicher Fachrichtungen erhalten mit diesem Lehrbuch ein hervorragend für das autodidaktische und vorlesungsbegleitende Lernen geeignetes Standardwerk Allgemeine Elektrotechnik Elektrischer Strom Elektrischer Stromkreis Eleltromagnetische Induktion Gleichstromschaltungen Grundlagen Elektrotechnik Lineare Netzwerke Magnetisches Feld Netzwerk Statisches elektrisches Feld Lehrbuch
Online-Zugang:	Ausführliche Beschreibung mit Leseprobe Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	Auf der CD-ROM-Beilage: Fragen, Antworten, Aufgaben, Lösungen, Erklärungen, Übungen, Vorlesung "Arbeit - Potenzial - Spannung"
Beschreibung:	XIII, 520 Seiten Diagramme 1 CD-ROM (12 cm)
ISBN:	3800742055 9783800742059

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adam_text	IN H ALTSVERZEICH N IS 0 ZUR BESCHREIBUNG PHYSIKALISCHER V ORGAENGE.................................................. 2 0.1 PHYSIKALISCHE GROESSEN ......................................................................................3 0.2 EINHEITEN UND EINHEITENSYSTEME .................................................................. 5 0.3 DIMENSION * ZAHLENWERTGLEICHUNG .................................................................. 8 1 DAS STATISCHE ELEKTRISCHE FELD 12 1.1 DIE ELEKTRISCHE LADUNG UND IHRE W IRKUNGEN ............................................. 12 1.1.1 ZUM AUFBAU DER MATERIE ...................................................................12 1.1.2 GRUNDVERSUCHE ZUR WIRKUNG DER ELEKTRISCHEN LADUNG . . . . . . . . . . . 13 1.1.3 LADUNGSERHALTUNGSSATZ * LEITER UND N ICHTLEITER.................................16 1.2 FELDSTAERKE UND COULOMBSCHES GESETZ ........................................................18 1.3 FELDLINIEN, FELDLINIENBILDER ........................................................................... 23 V O RO RIEN TIERU N G ZU R K U R SE IN H E IT 2 ......................................... 31 1.4 BEWEGUNG EINER LADUNG IM ELEKTRISCHEN FELD ARBEIT * POTENTIAL, SPANNUNG ........................................................................................................ 33 1.5 UNGELADENE LEITER IM STATISCHEN ELEKTRISCHEN FELD ...................................45 1.5.1 INFLUENZ .................................................................................................. 45 1.5.2 DER FARADAYSCHE BECHERVERSUCH ........................................................47 1.6 DIE ELEKTRISCHE VERSCHIEBUG^^ ........................................................... 49 1.6.1 FLUSS EINES VEKTORFELDES....................................................................... 49 1.6.2 DIE ERREGUNG DES ELEKTRISCHEN F D .................................................51 V O RO RIEN TIERU N G ZU R K U R SE IN H E IT 3 ......................................... 62 1.7 DIE KAPAZITAET ................................................................................................ 64 1.7.1 BEGRIFF UND BERECHNUNGSGLEICHUNG......................................................64 1.7.2 KONDENSATOREN UND BEISPIELE FUER DIE KAPAZITAETSBERECHNUNG . . . . . 66 1.7.3 ZUSAMMENSCHALTUNG VON KONDENSATOREN ..........................................72 1.8 ENERGIE UND KRAEFTE IM ELEKTROSTATISCHEN F E LD .......................................... 77 1.8.1 ENERGIE UND ENERGIEDICHTE .................................................................. 77 1.8.2 BESTIMMUNG VON KRAEFTEN AUS DER ENERGIE ........................................80 1.8.3 ELEKTROSTATISCHE SPANNUNGSMESSER .................................................... 81 1.8.4 DER ELEKTRISCHE DIPOL ........................................................................... 82 1.9 MATERIE IM ELEKTRISCHEN FELD ..................................................................... 87 1.9.1 DIE FELDSTAERKE IM ISOLIERENDEN S TO FF..................................................87 1.9.2 GRENZFLAECHE ZWISCHEN ZWEI D IELEKTRIKA .............................................. 90 1.9.3 BETRACHTUNG DER POLARISATION IM ATOMAREN BEREICH . . . . . . . . . . . . . . 92 1.9.4 ENERGIE UND KRAEFTE IN FELDERN MIT DIELEKTRIKA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 4 V O R O RIE N TIER U N G ZU R K U R SE IN H E IT 4 .......................................100 9 DER ELEKTRISCHE S TRO M ................................................................................. 102 2.1 DER EINFACHE STROMKREIS: DIE ELEKTRISCHE STROMSTAERKE . . . . . . . . . . . . . . . . 102 2.2 STROMSTAERKE UND STROMDICHTE ................................................................... 104 2.3 STROEMUNG IM METALL: OHMSCHES GESETZ ..................................................107 2.4 STROEMUNGSFELDER ...........................................................................................112 2.5 TEMPERATURABHAENGIGKEIT DES W IDERSTANDES.............................................113 2.6 ENERGIEUMSETZUNG IM ELEKTRISCHEN STROMKREIS ........................................118 2.7 STROEMUNG IM HOCHVAKUUM: RAUM LADUNGSGESETZ .................................... 120 V O R O RIE N TIER U N G ZU R K U R S E IN H E IT 5 .......................................128 2.8 LEITUNGSMECHANISMEN IM H ALBLEITER.........................................................130 2.8.1 ZUR KRISTALLSTRUKTUR DER HALBLEITER .................................................. 130 2.8.2 EIGENLEITUNG.........................................................................................131 2.8.3 STOERLEITUNG ...........................................................................................133 2.8.4 BAENDERMODELL ......................................................................................135 2.8.5 ZUSTANDSDICHTE * BESETZUNGSWAHRSCHEINLICHKEIT * LADUNGSTRAEGER- DICHTEN ................................................................................................. 138 2.9 DIE HALBLEITERDIODE ..................................................................................... 141 2.9.1 DER STROMLOSE -UE B E RG A N G .............................................................. 141 2.9.2 DER -UEBERGANG UNTER VORSPANNUNG ............................................. 145 2.10 STROMSTEUERUNG IM TRANSISTOR ................................................................ 150 2.10.1 DER INJEKTIONSTRANSISTOR .................................................................. 150 2.10.2 FELDEFFEKTTRANSISTOREN.......................................................................153 2.10.2.1 E INFUEHRUNG................................................................................153 2.10.2.2 SPERRSCHICHT-FELDEFFEKTTRANSISTOREN (NIGFET) . . . . . . . . . . . 153 2.10.2.3 ISOLIERSCHICHT-FELDEFFEKTTRANSISTOREN (IGFET) . . . . . . . . . . . . 156 2.10.2.4 UEBERSICHT UEBER DIE FELDEFFEKTTRANSISTOREN . . . . . . . . . . . . . . . . 157 3 GLEICHSTROMSCHALTUNGEN ............................................................................. IB J 3.1 STROM UND SPANNUNGEN IM EINFACHEN STROMKREIS .................................... 163 3.2 ZWEIPOLE ....................................................................................................... 165 3.3 ZUSAMMENSCHALTUNG VON ZWEIPOLEN - DIE KIRCHHOFFSEHEN REGELN . . . . 167 3.4 SERIEN- UND PARALLELSCHALTUNG VON WIDERSTAENDEN ...................................170 3.5 MESSUNG VON STROMSTAERKE UND SPANNUNG ............................................... 175 3.6 DIE W HEATSTONESCHE BRUECKE ......................................................................177 3.* 1 )ER SPANNUNGSTEILER ......................................................................180 3.8 ERSATZQUELLEN ................................................................................................ 181 3.9 LEISTUNGSANPASSUNG UND WIRKUNGSGRAD ...................................................183 3.10 SCHALTUNGEN MIT NICHTLINEAREN ELEMENTEN ............................................184 V O R O RIE N TIER U N G ZU R K U R SE IN H E IT 7 ....................................... 192 4 BERECHNUNG LINEARER NETZWERKE .................................................................194 4.1 ALLGEMEINE GRUNDLAGEN .............................................................................. 194 4.2 DAS MASCHENSTROMVERFAHREN .......................................................................197 4.3 DAS KNOTENPOTENTIALVERFAHREN ................................................................... 200 4.4 NETZWERKTOPOLOGIE ....................................................................................... 201 4.5 DIE NETZWERKGLEICHUNGEN ........................................................................... 205 4.5.1 NETZWERKGLEICHUNGEN NACH DEM M ACHENVERFAHREN . . . . . . . . . . . . . . 2 0 5 4.5.2 NETZWERKGLEICHUNGEN NACH DEM KNOTENVERFAHREN . . . . . . . . . . . . . . . 207 4.5.3 BEMERKUNGEN ZU DEN ANALYSEGLEICHUNGEN ...................................... 208 4.6 LOESUNG DER ANALYSEGLEICHUNGEN - UEBERLAGERUNGSPRINZIP . . . . . . . . . . . . . 210 4.7 NETZWERKFUNKTIONEN .................................................................................... 212 4.7.1 EINGANGSWIDERSTAND UND UEBERGANGSGROESSE ...................................... 212 4.7.2 DAS REZIPROZITATSTHEOREM ..................................................................213 4.7.3 N_TORGLEICHUNGEN ................................................................................ 214 4.8 NETZWERKE MIT GESTEUERTEN QUELLEN ..........................................................216 4.8.1 GESTEUERTE QUELLEN .............................................................................216 4.8.2 WICHTIGE THEOREME ............................................................................ 221 4.8.3 QUELLENTRANSFORMATION ....................................................................... 222 4.0 KONDENSATORNETZWERKE .............................................................................. 223 5 DAS MAGNETISCHE F E LD ................................................................................. 232 5.1 WIRKUNG UND DARSTELLUNG DES MAGNETISCHEN FELDES . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 2 5.1.1 GRUNDERSCHEINUNGEN .......................................................................... 232 5.1.2 FELDVEKTOR UND FELDBILDER ................................................................. 233 5.1.3 VERGLEICH ZWISCHEN ELEKTRISCHEM UND MAGNETISCHEM FELD . . . . . . . 235 5.2 KRAFT AUF EINE BEWEGTE LADUNG - DEFINITION DER MAGNETISCHEN FLUSSDICHTE B ............................................236 5.3 DIE MAGNETISCHE KRAFT AUF EINEN STROMDURCHFLOSSENEN DRAHT * * * 240 5.4 DREHMOMENT AUF EINE STROMDURCHFLOSSENE LEITERSCHLEIFE IM MAGNETFELD - DER MAGNETISCHE DIPOL .................................................245 5.0 DIE ERREGUNG DES MAGNETISCHEN FELDES .................................................. 248 5.5.1 DAS MAGNETISCHE FELD EINES GERADEN STROMFADENS . . . . . . . . . . . . . . 248 5.5.2 DIE MAGNETISCHE FELDSTAERKE .............................................................. 250 5.. DIE MAGNETISCHE SPANNUNG ...............................................................254 5.5.4 DAS DURCHFLUTUNGSGESETZ ................................................................... 254 5.5.5 BEISPIELE ZUM DURCHFLUTUNGSGESETZ ..................................................256 5.5.5.1 DAS MAGNETISCHE FELD IM INNEREN EINER LANGEN ZYLINDERSPULE 256 5.5.5.2 DAS MAGNETISCHE FELD EINES ZYLINDRISCHEN DRAHTES ENDLICHER DICKE ...........................................................................257 5.6 DIE KRAFT ZWISCHEN ZWEI STROMDURCHFLOSSENEN LEITERN * DEFINITION DER EINHEIT FUER DIE STROMSTAERKE ...............................................................258 5.7 ZUR BESTIMMUNG MAGNETISCHER FELDER .................................................... 259 V O R O RIE N TIER U N G ZU R K U R SE IN H E IT 9 .......................................265 5.8 DIE MAGNETISCHEN EIGENSCHAFTEN DER MATERIE ........................................ 267 5.8.1 DER MAGNETISIERUNGSVEKTOR ...............................................................267 5.8.2 DREHIMPULS UND MAGNETISCHES MOMENT ..........................................269 5.8.3 DIAMAGNETISMUS ................................................................................. 272 5.8.4 PARAMAGNETISMUS ................................................................................274 5.8.5 FERROMAGNETISMUS .............................................................................. 275 5.8.6 BEDINGUNGEN AN GRENZFLAECHEN .......................................................... 279 5.9 DER MAGNETISCHE KREIS ................................................................................284 5.9.1 DER MAGNETISCHE FLUSS .......................................................................284 5.9.2 DAS OHMSCHE GESETZ DES MAGNETISCHEN KREISES . . . . . . . . . . . . ....2 8 5 5.9.3 DER VERZWEIGTE MAGNETISCHE K RE IS ....................................................288 5.9.4 DER MAGNETISCHE KREIS MIT LUFTSPALT ............................................. 290 5.9.5 BERECHNUNG VON DAUERMAGNETKREISEN ............................................. 291 5.10 ANWENDUNGEN DER MAGNETICHE!! KRAFTWIRKUNG .................................... 296 5.10.1 DER HALL-EFFEKT UND SEINE ANWENDUNGEN ....................................... 296 5.10.2 DAS DREHSPULINSTRUMENT ..................................................................299 5.10.3 ELEKTROAKUSTISCHER W ANDLER ............................................................ 304 5.10.4 DAS Z YKLOTRON................................................................................... 305 6 DIE ELEKTROMAGNETISCHE IN D U K TIO N .............................................................312 6.1 INDUKTIONSVORGAENGE..................................................................................... 312 6.1.1 BEWEGUNGSINDUKTION...........................................................................312 6.1.2 TRANSFORMATIONSINDUKTION .................................................................314 6.1.3 LENZSCHE R E G E L................................................................................... 315 6.2 DAS INDUKTIONSGESETZ .................................................................................. 317 6.3 T ) ^ INRINYIPRTP PIPVFRIGPBP F P IH ..................................................................322 6.4 BEISPIELE ZUM INDUKTIONSGESETZ .................................................................326 6.4.1 DIE INDUZIERTE SPANNUNG IN EINER SPULE ..........................................326 6.4.2 GLEICHMAESSIG ROTIERENDE SPULE IM KONSTANTEN MAGNETFELD . . . . . . . 327 6.4.3 DRAHTSCHLEIFE IM VERAENDERLICHEN INHOMOGENEN MAGNETFELD . . . . . . 329 6.4.4 DAS BARLOWSCHE RAD ALS AUSNAHME* VON DER FLUSSREGEL . . . . . . 331 6.5 SELBSTINDUKTION UND GEGENINDUKTION ....................................................... 336 6.5.1 SELBSTINDUKTION ................................................................................... 336 6.5.2 GEGENINDUKTION .................................................................................. 337 6.6 BERECHNUNG VON INDUKTIVITAETEN UND GEGENINDUKTIVITAETEN . . . . . . . . . . . . 3 3 9 6.6.1 ALLGEMEINES VERFAHREN ....................................................................... 339 6.6.2 BERECHNUNG DER INDUKTIVITAET AUS DEM MAGNETISCHEN FLUSS . . . . . . 340 6.6.2.1 LANGE ZYLINDERSPULE .................................................................. 342 6.6.2.2 TOROIDSPULE..................................................................................342 6.6.2.3 DOPPELLEITUNG .............................................................................344 6.6.2.4 GEGENINDUKTIVITAET ZWISCHEN ZWEI DOPPELLEITUNGEN . . . ......3 4 7 V O RO RIEN TIERU N G ZUR K U R SE IN H E IT 1 1 .................................... 353 6.7 ENERGIE IM MAGNETISCHEN FELD .................................................................. 355 6.7.1 MAGNETISCHE ENERGIE IN S P U LE N ......................................................... 355 6.7.2 ENERGIEDICHTE IM MAGNETISCHEN FELD ............................................... 359 6.7.3 HYSTERESEVERLUSTE ................................................................................ 360 6.7.4 BERECHNUNG VON KRAFTWIRKUNGEN AUS DER ENERGIE . . . . . . . . . . . . . . .362 6.7.5 BERECHNUNG VON INDUKTIVITAETEN AUS DER ENERGIE . . . . . . . . . . . . . . . . 365 6.8 WIRBELSTROEME UND STROMVERDRAENGUNG ......................................................369 6.8.1 BEISPIELE FUER W IRBELSTROEM E................................................................ 369 6.8.2 WIRBELSTROM IN EINEM DUENNEN BLECH ...............................................371 6.8.3 STROMVERDRAENGUNG .............................................................................. 374 6.9 DIE GRUNDGLEICHUNGEN DES ELEKTROMAGNETISCHEN FELDES . . . . . . . . . . . . . . 380 6.9.1 DAS MAGNETISCHE FELD DES VERSCHIEBUNGSSTROMES . . . . . . . . . . . . . . . 380 6.9.2 DIE MAXWELPSCHEN GLEICHUNGEN ....................................................... 383 7 DER ELEKTRISCHE STROMKREIS IM QUASISTATIONAEREN ZUSTAND . . . . . . . . . . . . . 3 9 0 7.1 DER QUASISTATIONAERE ZUSTAND ..................................................................... 390 7.2 DIE SCHALTELEMENTE IM QUASISTATIONAEREN ZUSTAND .................................. 391 7.3 SPANNUNGSQUELLEN ....................................................................................... 395 7.4 DIE KIRCHHOFF*SCHEN GLEICHUNGEN FUER DEN QUASISTATIONAEREN FALL . . . . . . 396 7.5 ERSATZSCHALTUNGEN REALER BAUELEMENTE .................................................... 398 7.6 AUSGLEICHSVORGANG UND EINGESCHWUNGENER ZUSTAND . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403 7.7 VERSCHIEDENE AUSGLEICHSVORGAENGE .............................................................406 7.7.1 EINFACHER KREIS MIT SPULE ODER KONDENSATOR ................................ 406 7.7.2 EINFACHER KREIS MIT SPULE UND K ONDENSATOR..................................410 V O R O RIE N TIER U N G ZUR K U R SE IN H E IT 1 3 .................................... 418 8 WECHSELSTROEME UND NETZWERKE ..................................................................420 8.1 GRUNDBEGRIFFE UND DEFINITIONEN ................................................................420 8.2 ZEIGERDARSTELLUNG SINUSFOERMIGER WECHSELGROESSEN ......................................423 8.3 DARSTELLUNG SINUSFOERMIGER VORGAENGE MIT HILFE DER KOMPLEXEN RECHNUNG ..................................................................................................... 426 8.3.1 KOMPLEXE ZAHLEN ................................................................................426 8.3.2 RECHENOPERATIONEN MIT KOMPLEXEN ZAHLEN .................................... 427 8.3.3 KOMPLEXE DARSTELLUNG SINUSFOERMIGER SCHWINGUNGEN . . . . . . . . . . . . 429 8.4 KOMPLEXE SCHWINGUNGEN UND DIE LINEAREN SCHALTELEMENTE . . . . . . . . . . . 435 8.5 NETZWERKE AUS KOMPLEXEN WIDERSTAENDEN ................................................ 439 8.5.1 KOMPLEXER WIDERSTAND UND KOMPLEXER LEITWERT . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3 9 8.5.2 SERIEN- UND PARALLELSCHALTUNGEN KOMPLEXER WIDERSTAENDE ........4 4 2 8.5.3 ANALYSEGLEICHUNGEN FUER NETZWERKE AUS KOMPLEXEN WIDERSTAENDEN 445 8.6 DUALE UND REZIPROKE NETZWERKE ................................................................ 446 8.6.1 EIGENSCHAFTEN DUALER NETZW ERKE.......................................................446 8.6.2 REZIPROKE NETZWERKE ......................................................................... 451 V O R O RIE N TIER U N G ZUR K U R SE IN H E IT 1 4 .................................... 4 5 7 8.7 ORTSKURVEN ................................................................................................... 459 8.8 WECHSELSTROMMESSBRUECKEN .........................................................................461 8.9 SCHWINGKREISE .............................................................................................. 465 8.10 LEISTUNGEN IM WECHSELSTROMKREIS ...........................................................473 8.11 MESSEN VON WECHSELSTROEMEN ................................................................... 4 7 7 8.12 DER TRANSFORMATOR .................................................................................. 481 8.12.1 DER IDEALE TRANSFORMATOR ................................................................ 481 8.12.2 ERSATZSCHALTUNGEN FUER DEN REALEN TRANSFORMATOR . . . . . . . . . . . . . . 485 8.12.3 DER VERLUSTFREIE LUFTTRANSFORM^ ................................................ 489 8.12.4 EINSATZBEREICHE VON TRANSFORMAI^ ........................................... 490 G LOSSAR ................................................................................................ 4 95 L ITE RA TU R V ER Z EIC H N IS ......................................................................513 S A CH W O R TE RV E R ZE IC H N IS ................................................................. 515
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