Elementare Begriffe der Elektrotechnik

Dieses Taschenbuch will eine kurzgefasste Einführung in die naturgemäss abstrakte Vorstellungswelt des Elektroingenieurs vermitteln, und dabei den formal sehr einfachen Unterbau der Elektrotechnik klar hervortreten lassen. Mit besonderer Sorgfalt versucht der Autor, von Anfang an Assoziationen zu analogen mechanischen Modellen zu wecken. Dieser Versuch richtet sich vor allem an solche Studierende der technischen Wissenschaften (vorab Maschineningenieure), die weder die Zeit noch die Motivation besitzen, um sich ausgedehnterem Literaturstudium widmen zu können; was allein schon im Studienplan genügend belegt ist. Aus diesem Grund waren neben der Einführung der Begriffe zwei Fach-Schwerpunkte zu bilden: Einem der Schwerpunkte (Messtechnik) ist ein ganzes Kapitel gewidmet nebst Schaltungsbeispielen in den übrigen Abschnitten. Der andere für die Ausbildung eines Maschineningenieurs wesentliche Schwerpunkt (Antriebs technik) soll Gegenstand eines weiteren Bandes sein. Der Versuch richtet sich aber in zweiter Linie auch an jene Ingenieure und Techniker der Elektroindustrie, sowie auch an studierende Elektroingenieure höherer Semester (wo die Motivation in ausreichendem Mass vorhanden ist), welche etwa den Wunsch haben sollten, ihr spezielles Wissen aufzufrischen durch die hier sauber formulierten inter disziplinären Verknüpfungen. Dass die Methodik analoger Modellvorstellungen von dauernd aktuellem Interesse ist, im Hinblick auf mathematische Problemlösungen auf allen Gebieten der Technik, braucht einem erfahrenen Ingenieur nicht erst ausdrücklich gesagt zu werden. Inhaltverzeichnis 1. Einige Begrift'e aus der Elektrizitätslehre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1. 1 Zur V ?rst~llung von Strom, Spannung, Leistung: Elektrizität alsEnergletrager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1. 2 Laminare Flüssigkeitsströmung und Ohmsches Gesetz. . . . . . . 14 1. 3 Widerstand = Leitungselektronen im elektrischen Strömungsfeld 18 1. 4 Temperaturkoeffizient des Widerstandes . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Inhalt
Inhaltverzeichnis.- 1. Einige Begriffe aus der Elektrizitätslehre.- 1.1 Zur Vorstellung von Strom, Spannung, Leistung: Elektrizität als Energieträger.- 1.2 Laminare Flüssigkeitsströmung und Ohmsches Gesetz.- 1.3 Widerstand=Leitungselektronen im elektrischen Strömungsfeld.- 1.4 Temperaturkoeffizient des Widerstandes.- 2. Der einfache elektrische Stromkreis.- 2.1 Die ideale Spannungsquelle.- 2.2 Beispiele elementarer Gleichspannungserzeuger.- 2.3 Die Kirchhoffschen Sätze: Parallel-und Reihenschaltung von Widerständen.- 2.4 Reale Spannungsquelle und Anpassungsprinzip.- 2.5 Stromquelle und Ersatz-Spannungsquelle.- 2.6 Beispiele von Nichtlinearitäten, Konstantspannungs- und Konstantstromsystem.- 3. Vermaschung und Überlagerung von Stromkreisen.- 3.1 Auflösung eines allgemeinen Netzwerks.- 3.2 Spannungsteiler und Superpositionsprinzip.- 3.3 Anwendungsbeispiele der Brückenschaltung.- 4. Das elektrostatische Feld.- 4.1 Influenz und Verschiebung.- 4.2 Polarisation und dielektrische Festigkeit.- 4.3 Der Kondensator.- 4.4 Laden und Entladen des Kondensators.- 5. Magnetisches Feld und Induktionsgesetz.- 5.1 Das magnetische Wirbelfeld.- 5.2 Das Durchflutungsgesetz.- 5.3 Das Induktionsgesetz.- 5.4 Induktivität und Energieinhalt der Toroidspule.- 5.5 Ferromagnetismus.- 6. Energieumsatz und Kräfte im magnetischen Feld.- 6.1 Zugkraft des Elektromagneten.- 6.2 Stromkräfte im magnetischen Feld.- 6.3 Bewegungsspannung und elektrodynamischer Leistungsumsatz.- 7. Messtechnik I.- 7.1 Das Drehspulmesswerk: Wirkungsweise, statischer Ausschlag, Messbereichswahl.- 7.2 Das dynamometrische Messwerk.- 7.3 Mechanische und elektrische Dynamik.- 7.4 Der Lichtstrahloszillograf.- 7.5 Der Kathodenstrahloszillograf.- 8. Stationäre Wechselströme.- 8.1 Erzeugung einer Wechselspannung:Sinusspannung, Rechteckspannung, harmonische Analyse.- 8.2 Wechselstrom in einem Ohmschen Widerstand: Leistung, Effektivwert, Klirrfaktor.- 8.3 Spannungsabfälle in einer Reihenschaltung aus L, R, C.- 8.4 Zeigerdarstellung, komplexe Schreibweise.- 8.5 Definition und Darstellung von Blind-und Scheinwiderständen.- 8.6 Begriffe der Blind- und Scheinleistung.- 9. Wechselströme bei variabler Frequenz.- 9.1 Reihenresonanz, Begriff der Güte.- 9.2 Die symmetrische Resonanzkurve: Verstimmung, Amplituden-und Phasenfunktion.- 9.3 Ortskurven der Impedanz und der Admittanz: Begriff der Bandbreite.- 9.4 Unsymmetrische Resonanzkurven, Frequenzgang.- 9.5 Parallelresonanz: Dualitätsprinzip, Messung von Resonanzvorgängen.- 9.6 Dynamische Eigenschaften elektrotechnischer Bauteile.- Tafel I: Modell einer Wasserkraftlange.- Tafel II: Coulombs und Ohms Gesetze.- Tafel III: Elektrische Primärelemente.- Tafel IV: Das magnetische Wircelfeld.- Tafel V: Das elektrische Wirbelfeld.- Vorschau auf Elektrotechnik, II. Teil.- 1. Der Transformator.- 2. Drehtransformator und Asynchronmaschine.- 3. Synchronmaschine und Gleichstrommaschine.- 4. Elemente der Schalt- und Steuerungstechnik I.- 5. Der Stromrichter.- 6. Grundzüge der Antriebstechnik.- 7. Elemente der Schalt- und Steuerungstechnik II.- 8. Messtechnik II.