Grundgebiete der Elektrotechnik 2 Zeitabhängige Vorgänge

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Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser: Führer, Arnold (VerfasserIn), Heidemann, Klaus (VerfasserIn), Nerreter, Wolfgang (VerfasserIn)
Format: Buch
Sprache:German
Veröffentlicht: München [u.a.] Hanser 1991
Ausgabe:4., durchges. Aufl.
Schriftenreihe:Studienbücher der technischen Wissenschaften
Hanser Lehrbuch
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adam_text GRUNDGEBIETE DER ELEKTROTECHNIK BAND 2: ZEITABHAENGIGE VORGAENGE VON ARNOLD FUEHRER, KLAUS HEIDEMANN UND WOLFGANG NERRETER MIT 490 ABBILDUNGEN, 115 DURCHGERECHNETEN BEISPIELEN UND 140 AUFGABEN MIT LOESUNGEN 4., DURCHGESEHENE AUFLAGE CARL HANSER VERLAG MUENCHEN WIEN INHALTSVERZEICHNIS 1 ZEITABHAENGIGE ELEKTRISCHE FELDER 11 1.1 QUASISTATIONAERE VORGAENGE 11 1.2 KONDENSATOR AN ZEITABHAENGIGER SPANNUNG 12 1.3 VERALLGEMEINERUNG DES STROMBEGRIFFES 15 1.3.1 VERSCHIEBUNGSSTROM 15 1.3.2 KNOTENSATZ BEI ZEITABHAENGIGEN STROEMEN 16 1.3.3 DURCHFLUTUNGSGESETZ BEI ZEITABHAENGIGEN STROEMEN 17 2 ZEITABHAENGIGE MAGNETISCHE FELDER 19 2.1 SPANNUNGSSTOSS 19 2.1.1 MESSUNG DES SPANNUNGSSTOSSES 19 2.1.2 BEZUGSSINN DER SPULENGROESSEN 20 2.1.3 POLARITAET UND BETRAG DES SPANNUNGSSTOSSES 21 2.2 DAS INDUKTIONSGESETZ 24 2.2.1 INDUKTIVE SPANNUNG 24 2.2.2 LENZSCHE REGEL 25 2.2.3 INDUZIERTE ELEKTRISCHE FELDSTAERKE 26 2.2.4 DAS ELEKTROMAGNETISCHE FELD 27 2.2.5 VERALLGEMEINERUNG DES MASCHENSATZES 29 2.3 BEWEGUNGSSPANNUNG 31 2.3.1 SPANNUNGSINDUKTION DURCH FORMAENDERUNG DER LEITERSCHLEIFE 31 2.3.2 ERKLAERUNG DER BEWEGUNGSSPANNUNG MIT HILFE DER LORENTZ-KRAFT 33 2.3.3 ROTATION EINER LEITERSCHLEIFE IM HOMOGENEN MAGNETFELD 35 2.4 SELBSTINDUKTION 37 2.4.1 SELBSTINDUKTIVE SPANNUNG 37 2.4.2 SELBSTINDUKTIVITAET 38 2.4.3 INDUKTIVITAET VON LEITERANORDNUNGEN 41 2.4.4 INDUKTIVITAET ALS ZWEIPOL 44 2.5 GEGENSEITIGE INDUKTION 47 2.5.1 FREMDINDUKTION IN GEKOPPELTEN SPULEN 47 2.5.2 GEGENSEITIGE INDUKTIVITAET 48 2.5.3 REIHENSCHALTUNG GEKOPPELTER SPULEN 50 2.5.4 KOPPLUNGSFAKTOR 51 2.5.5 GEGENSEITIGE INDUKTION BEI NICHTLINEAR WIRKENDEM FELDMEDIUM 53 2.5.6 WIRBELSTROEME 53 3 KRAFT UND ENERGIE IN ELEKTROMAGNETISCHEN FELDERN 56 3.1 ENERGIE IM ELEKTRISCHEN FELD 56 3.1.1 ENERGIE EINES KONDENSATORS 56 3.1.2 ELEKTRISCHE ENERGIEDICHTE 57 3.2 KRAEFTE IM ELEKTRISCHEN FELD 58 3.2.1 KRAEFTE AUF PUNKTLADUNGEN 58 3.2.2 KRAEFTE AN EINEM DIPOL 59 3.2.3 KRAEFTE AUF DIE PLATTEN EINES PLATTENKONDENSATORS 59 3.3 ENERGIE IM MAGNETISCHEN FELD 61 3.3.1 ENERGIE EINER LEITERANORDNUNG 61 3.3.2 ENERGIEDICHTE IM MAGNETFELD 62 3.3.3 INNERE INDUKTIVITAET 64 3.3.4 HYSTERESEARBEIT 64 3.3.5 MAGNETISCHER KREIS MIT DAUERMAGNET 65 INHALTSVERZEICHNIS 7 3.4 KRAEFTE AUF MAGNETPOLE 67 3.5 ENERGIETRANSPORT IM ELEKTROMAGNETISCHEN FELD 70 4 PERIODISCH ZEITABHAENGIGE GROESSEN 73 4.1 PERIODISCHE SCHWINGUNGEN 73 4.2 MITTELWERTE PERIODISCHER GROESSEN 74 4.2.1 GLEICHWERT 75 4.2.2 WIRKLEISTUNG 77 4.2.3 EFFEKTIVWERT 78 4.2.4 GLEICHRICHTWERT 79 4.2.5 VERHAELTNISZAHLEN 81 4.3 SINUSFOERMIGE SCHWINGUNGEN 82 4.3.1 KENNGROESSEN 82 4.3.2 MITTELWERTE 84 4.3.3 UEBERLAGERUNG VON SINUSGROESSEN 86 4.3.4 ZEIGERDARSTELLUNG 89 4.3.5 KOMPLEXE SYMBOLE 92 5 BERECHNUNG VON NETZWERKEN AN SINUSSPANNUNG 94 5.1 ZWEIPOLE AN SINUSSPANNUNG 94 5.1.1 PASSIVE ZWEIPOLE 94 5.1.2 AKTIVE ZWEIPOLE 95 5.1.3 LINEARE NETZWERKE 97 5.2 LEISTUNG 97 5.2.1 SCHEINLEISTUNG 97 5.2.2 WIRKLEISTUNG 98 5.2.3 BLINDLEISTUNG 99 5.2.4 KOMPLEXE LEISTUNG 101 5.3 WIDERSTAND UND LEITWERT 103 5.3.1 DER KOMPLEXE WIDERSTAND 103 5.3.2 DER KOMPLEXE LEITWERT 105 5.4 GRUNDZWEIPOLE AN SINUSSPANNUNG 107 5.4.1 OHMSCHER WIDERSTAND 107 5.4.2 INDUKTIVITAET 108 5.4.3 KAPAZITAET 111 5.5 ERSATZZWEIPOLE PASSIVER NETZWERKE 114 5.5.1 REIHENSCHALTUNG LINEARER ZWEIPOLE 114 5.5.2 SPANNUNGSTEILERREGEL 116 5.5.3 PARALLELSCHALTUNG LINEARER ZWEIPOLE 118 5.5.4 STROMTEILERREGEL 118 5.5.5 ERSATZZWEIPOL UND ERSATZSCHALTUNG 119 5.6 RESONANZ 123 5.6.1 REIHENRESONANZ 123 5.6.2 PARALLELRESONANZ 124 5.6.3 WIDERSTANDSTRANSFORMATION 126 5.7 NETZWERKE MIT AKTIVEN ZWEIPOLEN 128 5.7.1 BELASTUNG IDEALER SINUSQUELLEN 128 5.7.2 ERSATZZWEIPOLE AKTIVER NETZWERKE 129 5.7.3 LEISTUNGSANPASSUNG 130 5.7.4 BLINDLEISTUNGSKOMPENSATION 132 5.8 NETZWERKE MIT LINEAREN PASSIVEN VIERPOLEN 135 5.8.1 VIERPOLPARAMETER 135 5.8.2 BESCHALTETE VIERPOLE 136 8 INHALTSVERZEICHNIS I 5.8.3 WELLENWIDERSTAND * 138 8 5.8.4 SYMMETRIEEIGENSCHAFTEN VON VIERPOLEN 139 5.8.5 VIERPOL-ERSATZSCHALTUNGEN 140 6 NETZWERKE BEI VERAENDERLICHER FREQUENZ 143 6.1 FREQUENZABHAENGIGKEIT DER NETZWERKEIGENSCHAFTEN 143 6.1.1 WIRKUNG VON L UND C 143 6.1.2 KOMPONENTENDARSTELLUNG 145 6.1.3 ORTSKURVENDARSTELLUNG 147 6.1.4 ORTSKURVEN ZUEINANDER INVERSER FUNKTIONEN 148 6.2 FREQUENZGANG 151 6.2.1 AMPLITUDENGANG UND PHASENGANG 151 6.2.2 UEBERTRAGUNGSFAKTOR UND DAEMPFUNGSFAKTOR 152 6.2.3 LOGARITHMIERTE GROESSENVERHAELTNISSE 155 6.2.4 BODE-DIAGRAMM 158 6.2.5 AEQUIVALENTE NETZWERKE 160 6.2.6 DUALE NETZWERKE 162 6.3 FILTERNETZWERKE 165 6.3.1 GRENZFREQUENZ 165 6.3.2 HOCHPASS ERSTER ORDNUNG 166 6.3.3 TIEFPASS ERSTER ORDNUNG 168 6.3.4 LC-TIEFPASS ZWEITER ORDNUNG 169 6.3.5 BANDPAESSE 174 7 DREHSTROMTECHNIK 181 7.1 ERZEUGUNG SYMMETRISCHER SPANNUNGEN 181 7.1.1 DAS SYMMETRISCHE DREIPHASENSYSTEM 181 7.1.2 PRINZIP DES SYNCHRONGENERATORS 182 7.1.3 STERNSCHALTUNG 184 7.1.4 DREIECKSCHALTUNG 185 7.2 SYMMETRISCHE BELASTUNG 186 7.2.1 STERNSCHALTUNG 186 7.2.2 DREIECKSCHALTUNG 188 7.2.3 DREHFELD 191 7.3 UNSYMMETRISCHE BELASTUNG 194 7.3.1 STERNSCHALTUNG AM VIERLEITERNETZ 195 7.3.2 STERNSCHALTUNG AM DREILEITERNETZ 196 7.3.3 DREIECKSCHALTUNG 198 8 REALE BAUELEMENTE 200 8.1 WIDERSTAND 200 8.1.1 NENNDATEN 200 8.1.2 TEMPERATUREINFLUSS 201 8.1.3 BAUFORMEN 201 8.1.4 WECHSELSTROM-ERSATZSCHALTUNG 202 8.2 KONDENSATOR 205 8.2.1 BAUFORMEN 205 8.2.2 VERLUSTE BEI GLEICHSPANNUNGSBETRIEB 207 8.2.3 VERLUSTE BEI WECHSELSPANNUNGSBETRIEB 209 8.2.4 WECHSELSTROM-ERSATZSCHALTUNGEN 210 8.2.5 TEMPERATUREINFLUSS 212 8.2.6 EIGENSCHAFTEN VON ELEKTROLYTKONDENSATOREN 212 INHALTSVERZEICHNIS 9 8.3 SPULE 214 8.3.1 BERECHNUNG DER INDUKTIVITAET 214 8.3.2 VERLUSTWINKEL UND GUETEFAKTOR 215 8.3.3 KUPFERVERLUSTE 217 8.3.4 KERNVERLUSTE 218 8.4 UEBERTRAGER 223 8.4.1 DER VERLUSTLOSE UEBERTRAGER 224 8.4.2 DER IDEALE UEBERTRAGER 225 8.4.3 NETZWERKTRANSFORMATION 227 8.4.4 VIERPOLERSATZSCHALTUNGEN 228 8.4.5 FREQUENZVERHALTEN DES FEST GEKOPPELTEN UEBERTRAGERS 230 8.4.6 REALER UEBERTRAGER 233 8.5 TRANSFORMATOR 234 8.5.1 WICKLUNG UND EISENKERN 235 8.5.2 ERSATZSCHALTUNG DES TRANSFORMATORS 236 8.5.3 TRANSFORMATOR IM LEERLAUF 237 8.5.4 NENNLEISTUNG UND NENNSTROEME 239 8.5.5 TRANSFORMATOR IM KURZSCHLUSS 240 8.5.6 SPANNUNGSAENDERUNG BEI NENNLEISTUNG 241 9 PERIODISCHE NICHTSINUSFOERMIGE GROESSEN 243 9.1 HARMONISCHE SYNTHESE 243 9.1.1 TEILSCHWINGUNGEN 243 9.1.2 REELLE FOURIER-REIHEN 245 9.1.3 SONDERFAELLE DER SYNTHESE 246 9.1.4 KOMPLEXE FOURIER-REIHEN 248 9.1.5 SPEKTRUM 249 9.2 EIGENSCHAFTEN NICHTSINUSFOERMIGER GROESSEN 251 9.2.1 LEISTUNG UND EFFEKTIVWERT 251 9.2.2 LEISTUNG BEI SINUSSPANNUNG UND NICHTSINUSFOERMIGEM STROM 253 9.2.3 KENNWERTE FUER DIE VERZERRUNG VON WECHSELGROESSEN GEGENUEBER DER SINUSFORM 254 9.3 HARMONISCHE ANALYSE 256 9.3.1 BERECHNUNG DER FOURIER-KOEFFIZIENTEN 256 9.3.2 VERSCHIEBUNGSSATZ 258 9.3.3 RECHNERISCHE NAEHERUNGSVERFAHREN 259 9.4 NICHTSINUSFOERMIGE SCHWINGUNGEN IN LINEAREN NETZWERKEN 261 9.4.1 UEBERLAGERUNGSPRINZIP 261 9.4.2 VERZERRUNGSFREIE UEBERTRAGUNG 263 9.4.3 LINEARE VERZERRUNGEN 264 9.5 NICHTLINEARE VERZERRUNGEN 266 9.5.1 SPULENSTROM BEI VERLUSTFREIEM EISENKERN 266 9.5.2 SPULENSTROM BEI EINEM EISENKERN MIT EISENVERLUSTEN 267 9.5.3 LEISTUNGSAUFNAHME DER SPULE MIT EISENKERN 267 10 SCHALTVORGAENGE 268 10.1 SCHALTVORGAENGE BEI GLEICHSPANNUNG 268 10.1.1 NETZWERK MIT EINER KAPAZITAET 268 10.1.2 NETZWERK MIT EINER INDUKTIVITAET 273 10.1.3 LAPLACE-TRANSFORMATION 276 10.1.4 SCHWINGKREIS 281 10.1.5 NETZWERK MIT ZWEI GLEICHARTIGEN ENERGIESPEICHERN 285 10 INHALTSVERZEICHNIS 10.2 SCHALTVORGAENGE AN SINUSSPANNUNG *. 287 10.2.1 NETZWERK MIT EINER KAPAZITAET 287 J 10.2.2 NETZWERK MIT EINER INDUKTIVITAET 290 10.2.3 SCHWINGKREIS 291 BEZIEHUNGEN ZWISCHEN WINKELFUNKTIONEN 293 KOMPLEXE RECHNUNG 294 WICHTIGE KONSTANTEN 296 VERWENDETE FORMELZEICHEN 296 FOURIER-KOEFFIZIENTEN PERIODISCHER FUNKTIONEN 298 MAGNETISIERUNGSKURVEN 299 LAPLACE-TRANSFORMATION 300 LOESUNGEN DER AUFGABEN 304 WEITERFUEHRENDE LITERATUR 316 SACHVERZEICHNIS 317
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