Elektrotechnik

1 Elektrische Ladung.- 1.1 Beobachtungen und Grundannahmen.- 1.2 Atomistische Deutung.- 1.3 Ladungstrennung.- 1.4 Ladungsträger.- 1.5 Ladungsmenge.- 1.6 Vertiefung und Übung.- 2 Elektrische Energie.- 2.1 Energietransportaufgabe des Stromkreises.- 2.2 Elektrisches Feld als Erklärungsmodell.- 2.3 Potential.- 2.4 Potentialdifferenz.- 2.5 Potentialgefälle.- 2.6 Potential- und Spannungsmessung.- 2.7 Vertiefung und Übung.- 3 Elektrische Strömung.- 3.1 Stromrichtung und Stromstärke.- 3.2 Zeitlich konstante Strömung.- 3.3 Zeitlich veränderliche Strömung.- 3.4 Transportierte Ladungsmenge.- 3.5 Messen der Stromstärke.- 3.6 Stromdichte.- 3.7 Vertiefung und Übung.- 4 Elektrischer Widerstand.- 4.1 Widerstandsbegriff.- 4.2 Lineare Widerstände.- 4.3 Nichtlineare Widerstände.- 4.4 Ohmsches Gesetz.- 4.5 Temperaturabhängigkeit des Widerstandes.- 4.6 Vertiefung und Übung.- 5 Grundstromkreise.- 5.1 Grundgesetze der Stromkreise.- 5.2 Reihenschaltung von Widerständen.- 5.3 Parallelschaltung von Widerständen.- 5.4 Spannungsquelle mit Innenwiderstand.- 5.5 Stromquelle mit Innenwiderstand.- 5.6 Vertiefung und Übung.- 6 Energieumsetzung im Schaltwiderstand.- 6.1 Elektrische Arbeit.- 6.2 Joulesches Gesetz.- 6.3 Elektrische Leistung.- 6.4 Strom- und Spannungsabhängigkeit der Leistung.- 6.5 Nennleistung.- 6.6 Energieumwandlung und Wirkungsgrad.- 6.7 Energieübertragung und Wirkungsgrad.- 6.8 Leistungsanpassung.- 6.9 Vertiefung und Übung.- 7 Verzweigte Stromkreise.- 7.1 Lösungsmethodik für verzweigte Stromkreise mit bekannten Widerstandswerten.- 7.2 Lösungsmethodik für verzweigte Stromkreise mit gesuchten Widerstandswerten.- 7.3 Lösungsmethodik für Schaltungen mit einem nichtlinearen Widerstand.- 7.4 Wheatstonesche Brückenschaltung.- 7.5 Vertiefung und Übung.- 8 Netzwerke.- 8.1 Netzwerk.- 8.2 Kreisstromverfahren.- 8.3 Überlagerungsmethode.- 8.4 Vertiefung und Übung.- 9 Ersatzquellen.- 9.1 Ersatzschaltungen.- 9.2 Ersatzspannungsquelle.- 9.3 Ersatzstromquelle.- 9.4 Vergleich der Ersatzquellen.- 9.5 Ersatzschaltungen zur Nachbildung nichtlinearer I-U-Kennlinien.- 9.6 Vertiefung und Übung.- 10 Eigenschaften und Bemessung des Spannungsteilers.- 10.1 Leerlauffall.- 10.2 Belastungsfall.- 10.3 Linearitätsfehler des belasteten Spannungsteilers.- 10.4 Dimensionierung des Spannungsteilers.- 10.5 Vertiefung und Übung.- 11 Elektrostatisches Feld.- 11.1 Elektrostatisches Feld des Plattenkondensators.- 11.2 Kapazität.- 11.3 Kapazitätsberechnung.- 11.4 Parallel- und Reihenschaltung von Kondensatoren.- 11.5 Kapazitive Kopplung von Stromkreisen.- 11.6 Energie des elektrostatischen Feldes.- 11.7 Kräfte im elektrostatischen Feld.- 11.8 Vertiefung und Übung.- 12 Ladungsvorgänge bei Kondensatoren.- 12.1 Aufladung des Kondensators mit konstantem Strom.- 12.2 Aufladung des Kondensators bei konstanter Spannung.- 12.3 Entladungsvorgang des Kondensators.- 12.4 Vertiefung und Übung.- 13 Magnetisches Feld.- 13.1 Magnetfeld des stromdurchflossenen Leiters.- 13.2 Induktivität.- 13.3 Induktivitätsberechnung.- 13.4 Magnetische Eigenschaften des Eisens.- 13.5 Magnetischer Kreis.- 13.6 Energieumsatz in der Spule.- 13.7 Hystereseverluste.- 13.8 Kraftwirkungen.- 13.9 Vertiefung und Übung.- 14 Induktion.- 14.1 Induktion in der Leiterschleife.- 14.2 Induktionsgesetz.- 14.3 Induktionsspule.- 14.4 Generatorprinzip.- 14.5 Selbstinduktion.- 14.6 Vertiefung und Übung.- 15 Schaltvorgänge bei Spulen.- 15.1 Einschaltvorgang.- 15.2 Abschaltvorgang.- 15.3 Begriffsdefinitionen und Übersicht für die Gleichstromschaltvorgänge.- 15.4 Vertiefung und Übung.- 16 Sinusförmige Änderungen elektrischer Größen.- 16.1 Darstellung sinusförmiger Größen.- 16.2 Frequenz, Kreisfrequenz.- 16.3 Zeichnerische Darstellung u = f(t) und f(?t).- 16.5 Vertiefung und Übung.- 17 Mittelwerte periodischer Größen.- 17.1 Arithmetischer Mittelwert: Gleichanteil der Größe.- 17.2 Gleichrichtwert.- 17.3 Quadratischer Mittelwert: Effektivwert der Größe.- 17.4 Scheitelfaktor (Crestfaktor), Formfaktor.- 17.5 Vertiefung und Übung.- 18 Addition frequenzgleicher Wechselgrößen.- 18.1 Nullphasenwinkel, Phasenverschiebungswinkel.- 18.2 Addition von Wechselspannungen.- 18.3 Subtraktion von Wechselspannungen.- 18.4 Vertiefung und Übung.- 19 Idealer Schaltwiderstand im Wechselstromkreis.- 19.1 Phasenlage zwischen Strom und Spannung.- 19.2 Leistung und Energieumsetzung.- 19.3 Ohmsches Gesetz, Wirkwiderstand.- 19.4 Vertiefung und Übung.- 20 Idealer Kondensator im Wechselstromkreis.- 20.1 Phasenlage zwischen Strom und Spannung.- 20.2 Leistung und Energieumsetzung.- 20.3 Ohmsches Gesetz, kapazitiver Blindwiderstand.- 20.4 Vertiefung und Übung.- 21 Ideale Spule im Wechselstromkreis.- 21.1 Phasenlage zwischen Strom und Spannung.- 21.2 Leistung und Energieumsetzung.- 21.3 Ohmsches Gesetz, induktiver Blindwiderstand.- 21.4 Vertiefung und Übung.- 22 Grundschaltungen im Wechselstromkreis.- 22.1 Parallelschaltung eines idealen Schaltwiderstandes und eines idealen Kondensators.- 22.1.1 Phasenlage zwischen Strom und Spannung.- 22.1.2 Ohmsches Gesetz, Scheinleitwert.- 22.1.3 Ersatzschaltung des Kondensators.- 22.1.4 Energieumsetzung.- 22.1.5 Leistung.- 22.2 Reihenschaltung eines idealen Schaltwiderstandes mit einer idealen Spule.- 22.2.1 Phasenlage zwischen Strom und Spannung.- 22.2.2 Ohmsches Gesetz, Scheinwiderstand.- 22.2.3 Ersatzschaltung der Spule ohne Eisen.- 22.2.4 Energieumsetzung, Leistung.- 22.3 Vertiefung und Übung.- 23 Einführung der komplexen Rechnung.- 23.1 Komplexe Darstellung von sinusförmigen Größen.- 23.2 Definition der Widerstands- und Leitwert-Operatoren.- 23.3 Standard-Problemstellungen für komplexe Rechnung.- 23.3.1 Äquivalente Schaltungen.- 23.3.2 Komplexer Widerstand von Netzwerken.- 23.3.3 Komplexer Spannungsteiler.- 23.3.4 Komplexer Stromteiler.- 23.3.5 Besondere Phasenbedingung.- 23.4 Schaltungsanalyse mit Hilfe von Zeigerdiagrammen.- 23.4.1 Zeigerdiagrammtechnik.- 23.4.2 Zeigerdiagramm einer Phasenschieberschaltung.- 23.4.3 Zeigerdiagramm zur Blindstromkompensation.- 23.4.4 Zeigerdiagramm der eisengefüllten Spule.- 23.5 Ortskurven.- 23.6 Vertiefung und Übung.- 24 Frequenzgang von RC-Gliedern.- 24.1 Frequenzgang.- 24.2 Tiefpaß.- 24.3 Hochpaß.- 24.4 Vertiefung und Übung.- 25 Schwingkreis, Resonanzkreis.- 25.1 Schwingkreis und freie Schwingung.- 25.2 Reihen-Resonanzkreis.- 25.2.1 Resonanzfrequenz und Resonanzwiderstand.- 25.2.2 Resonanzkurven bei konstanter Eingangsspannung.- 25.3 Parallel-Resonanzkreis.- 25.3.1 Resonanzfrequenz und Resonanzwiderstand.- 25.3.2 Resonanzkurve bei konstantem Eingangsstrom.- 25.4 Bandbreite und Kreisgüte.- 25.5 Vertiefung und Übung.- 26 Transformatoren.- 26.1 Gesetze des idealen Transformators.- 26.2 Realer Transformator.- 26.3 Strom- und Spannungsverhalten des realen Transformators.- 26.4 Vertiefung und Übung.- 27 Dreiphasensystem.- 27.1 Drehstromquelle.- 27.2 Verkettungsmöglichkeiten.- 27.3 Potentialdiagramm des Vierleiter-Dreiphasensystems.- 27.4 Spannungen und Ströme bei Sternschaltung der Verbraucher.- 27.5 Spannungen und Ströme bei Dreieckschaltung der Verbraucher.- 27.6 Leistung bei Drehstrom.- 27.7 Erzeugung eines magnetischen Drehfeldes.- 27.8 Vertiefung und Übung.- Lösungen der Übungen.- Memory.- Sachwortverzeichnis.