Grundlagenwissen Elektrotechnik: Gleich-, Wechsel- und Drehstrom, 3. Auflage

Cover......Page 1
Grundlagenwissen
Elektrotechnik:
Gleich-, Wechsel- und Drehstrom,
3. Auflage......Page 4
ISBN 9783834805553......Page 5
Vorwort......Page 6
Inhaltsverzeichnis......Page 8
Teil I. Grundlegende Begriffe......Page 13
1.1.1. Stromstärke......Page 14
1.1.2. Stromdichte......Page 15
1.1.3. Stromarten......Page 16
1.2.1. Elektrische Feldstärke......Page 17
1.2.2. Leitfähigkeit......Page 18
1.2.3. Elektrische Spannung......Page 19
1.2.4. Elektrische Energie......Page 20
1.2.5. Elektrische Leistung......Page 21
Teil II. Gleichstromschaltungen......Page 22
2.1. Der Stromkreis......Page 23
2.2. Das Ohmsche Gesetz......Page 24
2.3.1. Berechnung von Widerständen......Page 25
2.3.2. Lineare und nichtlineare Widerstände, differentieller Widerstand......Page 26
2.3.3. Temperaturabhängigkeit von Widerständen......Page 27
2.4. Erste Kirchhoffsche Gleichung (Knotengleichung)......Page 29
2.5. Zweite Kirchhoffsche Gleichung (Maschenoder-Umlaufgleichung)......Page 31
3.1.1. Gesamtwiderstand......Page 36
3.1.2. Spannungsteiler......Page 37
3.1.3. Vorwiderstand (Spannungs–Messbereichserweiterung)......Page 40
3.2.1. Gesamtleitwert......Page 41
3.2.2. Stromteiler......Page 42
3.2.3. Nebenwiderstand (Strom–Messbereichserweiterung)......Page 45
3.3. Vergleich zwischen Reihen- und Parallelschaltung......Page 46
3.4. Gruppenschaltungen von Widerständen......Page 48
3.5. Schaltungssymmetrie......Page 50
4. Netzumwandlung......Page 52
4.1. Umwandlung eines Dreiecks in einen Stern......Page 53
4.2. Umwandlung eines Sterns in ein Dreieck......Page 57
5.1. Zählpfeile für Spannung und Strom......Page 64
5.2.1. Spannungsquellen......Page 66
5.2.2. Stromquellen......Page 69
5.2.4. Kennlinienfelder......Page 71
5.3.1. Ersatzspannungsquelle......Page 73
5.3.2. Ersatzstromquelle......Page 75
5.3.3. Vergleich zwischen Ersatzspannungs– und Ersatzstromquelle......Page 76
5.3.4. Die Sätze von den Zweipolen (Th´evenin–Theorem undNorton–Theorem)......Page 79
5.4.1. Leistungsanpassung......Page 83
5.4.2. Wirkungsgrad, Ausnutzungsgrad......Page 85
5.4.3. Leistung, Spannung und Strom bei Fehlanpassung......Page 86
6.1. Kennlinien nichtlinearer Zweipole......Page 91
6.2. Reihen– und Parallelschaltung vonnichtlinearen Zweipolen......Page 92
6.3. Netze mit nichtlinearen Zweipolen......Page 95
7.1. Unmittelbare Anwendung der Kirchhoffschen Gleichungen (Zweigstromanalyse)......Page 98
7.2.1. Überlagerungssatz (Superpositionsprinzip nachHelmholtz)......Page 101
7.2.2. Reziprozitäts–Satz......Page 104
7.3. Topologische Grundbegriffe beliebiger Netze......Page 106
7.4.1. Unabhängige und abhängige Ströme......Page 109
7.4.2. Aufstellung der Umlaufgleichungen......Page 112
7.4.3. Regeln zur Anwendung des Maschenstromverfahrens......Page 115
7.4.4. Beispiele zur Anwendung des Maschenstromverfahrens......Page 116
7.5.1. Abhängige und unabhängige Spannungen......Page 122
7.5.2. Aufstellung der Knotengleichungen......Page 123
7.5.3. Regeln zur Anwendung der Knotenanalyse......Page 126
7.5.4. Beispiele zur Anwendung der Knotenanalyse......Page 127
7.6. Zusammenfassung und Vergleich zwischen den Methoden der Analyse linearer Netzwerke......Page 133
7.6.1. Allgemeines......Page 134
7.6.2. Die Kirchhoffschen Gleichungen (Zweigstromanalyse)......Page 135
7.6.3. Ersatzspannungsquelle und Ersatzstromquelle......Page 136
7.6.4. Der Überlagerungssatz......Page 140
7.6.5. Maschenstromverfahren......Page 142
7.6.6. Knotenpotentialverfahren......Page 145
7.7. Design von Gleichstromkreisen mitgewünschten Strömen......Page 147
Teil III.Wechselstromschaltungen......Page 150
8.1. Warum verwendet man Wechselstrom?......Page 151
8.2.1. Wechselgrößen......Page 153
8.2.2. Sinusgrößen......Page 154
9.1. Allgemeines......Page 159
9.3. Zusammenhang zwischen Strom undSpannung bei Induktivitäten und Kapazitäten......Page 160
9.4. Ideale Induktivität L......Page 164
9.5. Ideale Kapazität C......Page 165
9.6. Ohmsches Gesetz bei Wechselstrom......Page 166
9.7. Die Kirchhoffschen Sätze für Wechselstromschaltungen......Page 167
9.8.1. Reihenschaltung R und L......Page 169
9.8.2. Reihenschaltung R und C......Page 170
9.8.3. Reihenschaltung R, L und C......Page 172
9.9.1. Impedanz und Phasenwinkel......Page 175
9.9.2. Resistanz und Reaktanz......Page 176
9.9.3. Admittanz und Phasenwinkel......Page 177
9.9.5. Zusammenfassung und Diskussion der Kennwerte einfacher Sinusstromkreise......Page 178
9.10.1. Leistung bei idealen Schaltelementen R, L und C......Page 180
9.10.2. Wechselstromleistung allgemein......Page 183
9.10.3. Wirk-, Blind- und Scheinleistung, Leistungsfaktor......Page 184
10.1. Allgemeines......Page 190
10.2.1. Geometrische Darstellung einer Sinusgröße......Page 191
10.2.2.1. Ohmscher Widerstand......Page 193
10.2.2.3. Ideale Kapazität......Page 194
10.2.3. Behandlung von Sinusstromkreisen mit der Zeigerdarstellung......Page 195
10.3. Komplexe Darstellung von Sinusgrößen......Page 199
10.3.1. Darstellung einer Sinusgröße als komplexe Zahl......Page 200
10.3.2. Anwendung der komplexen Darstellung in der Wechselstromtechnik......Page 203
10.3.3. Komplexe Impedanzen und Admittanzen......Page 206
10.3.4. Komplexe Leistung......Page 209
10.3.5. Die Grundschaltelemente in komplexer Darstellung......Page 210
11.1. Allgemeines, Kirchhoffsche Gleichungen......Page 214
11.2.1. Reihenschaltung, Spannungsteiler......Page 216
11.2.2. Parallelschaltung, Stromteiler......Page 222
11.2.3. Kombinierte Schaltungen......Page 227
11.3.1. Bedingung für Umwandlungen......Page 232
11.3.2. Die Umwandlung Dreieck-Stern......Page 233
11.3.3. Die Umwandlung Stern-Dreieck......Page 235
11.4. Besondere Wechselstromschaltungen......Page 236
11.5.1. Verlustlose Schwingkreise......Page 238
11.5.2. Verlustbehaftete Schwingkreise......Page 239
11.6.1. Die Sätze von den Ersatzquellen (Th´evenin, Norton)......Page 242
11.6.2. Leistungsanpassung bei Wechselstrom......Page 248
11.7.1. Unmittelbare Anwendung der Kirchhoffschen Sätze......Page 250
11.7.2. Überlagerungssatz (Superpositionsprinzip)......Page 252
11.7.3. Maschenstromverfahren......Page 255
11.7.4. Knotenpotentialverfahren......Page 260
12.1. Allgemeines, Vorteile des Drehstroms......Page 268
12.2. Spannungen an symmetrischen Drehstromgeneratoren......Page 272
12.3. Generatorschaltungen......Page 275
12.3.1. Generatorsternschaltung......Page 276
12.3.2. Generatordreieckschaltung......Page 278
12.4.1. Symmetrischer Verbraucher in Sternschaltung......Page 279
12.4.2. Symmetrischer Verbraucher in  Dreieckschaltung......Page 282
12.5. Leistungen in Drehstromsystemen......Page 284
12.6. Zusammenfassende Betrachtung symmetrischer Drehstromsysteme......Page 292
12.7.1. Elektrische Energieverteilung......Page 295
12.7.2. Sternverbraucher: Die Spannung zwischen Generator und Verbraucher-Sternpunkt......Page 296
12.7.3. Unsymmetrischer Dreieck-Verbraucher......Page 301
12.7.4. Diskussion zur Behandlung besonderer unsymmetrischer Systeme......Page 302
13. Lösungen zu den Aufgaben......Page 303
A. Rechenregeln für Zeiger......Page 304
B. Rechenregeln für komplexeZahlen......Page 306
Literaturverzeichnis......Page 309
Index......Page 312