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Über dieses Buch

Dieses Lehrbuch behandelt anschaulich in Form von Beispielen oder Versuchen Gesetzmäßigkeiten beim Gleich- und Wechselstromkreis und erklärt die wichtigsten passiven Bauelemente. Es werden die wichtigsten elementaren Schaltungen zur elektrischen Messtechnik vorgestellt und die dazu benötigten analogen und digitalen Messgeräte. Grundlegende Bauelemente aus dem Bereich der Leistungshalbleiter werden mit ihren Anwendungen erklärt. Der Aufbau von Gleich-, Wechsel- und Drehstrommotoren mit Beispielen aus der Antriebstechnik wird verständlich dargestellt.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Elektrotechnische Grundlagen

Die Nutzung elektrischer Energie erfordert das Zusammenwirken von elektrischer Spannung und elektrischem Strom. Ein elektrischer Strom kann erst fließen, wenn ein geschlossener Stromkreis vorliegt. Dieser besteht in seiner einfachsten Form aus einer Spannungsquelle, den Zuleitungen für den Ladungsträgertransport zum Verbraucher und vom Verbraucher zur Spannungsquelle zurück, der allgemein als Widerstand bezeichnet wird. Die Bezeichnung „Widerstand“ wird hier sowohl für die elektrische Größe als auch für das Bauelement verwendet.

Herbert Bernstein

2. Widerstand, Kondensator und Spule

Elektrische Widerstände werden zur Strombegrenzung oder Spannungsaufteilung benötigt. Die Einheit des elektrischen Widerstands ist das Ω (Ohm). Die Größe eines Widerstands ist abhängig vom Material, den Abmessungen und der Temperatur. Widerstände lassen sich nach Bauart, Bauform oder Veränderbarkeit klassifizieren. Zu den Widerständen gehören auch die Potentiometer und dies sind veränderbare Widerstände.

Herbert Bernstein

3. Drehstrommotoren

Normalerweise erzeugt man in der Praxis einen Drehstrom und von diesem leitet man den einphasigen Wechselstrom ab. Ein Drehstromsystem bezeichnet man als unverkettetes Drehstromsystem, d. h. die drei Phasen sind in keinerlei leitenden Verbindung zueinander. Ordnet man auf der Achse mehrere, um bestimmte Winkel (120°) gegeneinander versetzte Spulen an, so werden in ihnen Spannungen induziert, die um diese Winkel gegeneinander phasenverschoben sind. Die Spannungen bilden ein Mehrphasensystem. Weisen diese Spannungen den gleichen Scheitelwert auf und sind sie um gleiche Winkel gegeneinander phasenverschoben, so bezeichnet man das System symmetrisch.

Herbert Bernstein

4. Drehstromantriebe mit Frequenzumrichter

Bei Drehstrommotoren und Getriebemotoren in Verbindung mit Frequenzumrichtern kann man die Drehzahl stufenlos verändern. Der Frequenzumrichter liefert eine variabel einstellbare Ausgangsfrequenz mit proportional sich ändernder Ausgangsspannung.

Herbert Bernstein

5. Dynamischer Antrieb mit Servomotor

Bis etwa 1990 wurden in der Servotechnik hauptsächlich permanenterregte Gleichstrommotoren (DC-Motoren) eingesetzt. Der bedeutendste Nachteil der Drehstrommotoren (AC-Motoren) gegenüber den Gleichstrommotoren ist die schlechtere Regelbarkeit der Drehstrommotoren. Durch die Weiterentwicklung im Bereich der Elektronik, speziell im Bereich der universell einsetzbaren Mikroprozessoren (PC-Technik), den Mikrocontrollern mit seinen leistungsfähigen Speichereinheiten, Zeitgeberfunktionen, AD- und DA-Wandler (Analog, Digital) und Peripherie, kann dieser Nachteil jedoch durch eine entsprechende Ansteuerung kompensiert werden.

Herbert Bernstein

6. Gleichstrom-, Schritt- und Linearmotoren

Alle Elektromotoren beruhen auf dem Grundsatz der gegenseitigen Abstoßung bzw. Anziehung zweier stromdurchflossener Leiter. Träger der magnetischen Felder sind die Eisenmassen (Bleche) in den ruhenden (Ständer) und umlaufenden Teilen (Läufer) der Motoren.

Herbert Bernstein

7. Schaltungen in Halbleitertechnik

Obgleich der Begriff „Elektronik“ heute schon zum allgemeinen Sprachgebrauch gehört, wissen die wenigsten, welche Bedeutung er eigentlich hat. Es sollen daher zunächst die amtliche und international gültige Definition der Begriffe „Elektronik“ und „elektronische Bauelemente“ kennengelernt werden.

Herbert Bernstein

Backmatter

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