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Über dieses Buch

In diesem Buch sind 160 Klausuraufgaben mit Lösungen zusammengestellt, die in Prüfungen an der Fachhochschule Hannover gestellt und bearbeitet wurden. Zu einer effektiven Prüfungsvorbereitung gehört das Rechnen von 'alten' Klausuren. Solche Testklausuren verschaffen Sicherheit für eine erfolgreiche Prüfung. Hiermit lässt sich leicht feststellen, ob der Lehrinhalt verstanden wurde und ob genügend Übungsaufgaben in der vorgegebenen Zeit richtig gelöst wurden. Die Lösungen sind so ausführlich beschrieben, wie sie in einer realen Prüfung gefordert werden. Um ein eventuelles Nacharbeiten zu erleichtern, sind Textverweise zu den entsprechenden Stellen in den drei Lehrbüchern und der Formelsammlung eingearbeitet.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Abschnitt 1: 1 Physikalische Grundbegriffe der Elektrotechnik, 2 Gleichstromtechnik

Kapitel 1: Bei der Einführung der physikalischen Grundbegriffe der Elektrotechnik geht es um die Ladung, den Begriff des elektrischen Feldes, der elektrischen Spannung, des elektrischen Stroms und des ohmschen Widerstands und schließlich um die elektrische Energie und die elektrische Leistung.Kapitel 2: Im Mittelpunkt der Gleichstromtechnik stehen der Grundstromkreis und die fünf Verfahren der Netzwerkberechnung, für die die beiden Kirchhoff´schen Gesetze Voraussetzung sind. Die bei dem Maschenstrom- und Knotenspannungsverfahren entstehenden Gleichungen werden mit Determinanten und Matrizen gelöst.

Wilfried Weißgerber

Abschnitt 2: 3 Das elektromagnetische Feld

Kapitel 3: Die jeweils vier feldbeschreibenden Größen des elektrischen Strömungsfeldes, des elektrostatischen Feldes und des magnetischen Feldes stehen wegen ihrer Analogie im Vordergrund. Die drei Felder werden ausführlich behandelt. Durch den Durchflutungssatz und das Induktionsgesetz werden die Zusammenhänge zwischen dem elektrischen Strömungsfeld und dem magnetischen Feld beschrieben. Die Selbst- und Gegeninduktionsvorgänge werden auch für den Transformator erläutert.

Wilfried Weißgerber

Abschnitt 3: 4 Wechselstromtechnik, 5 Ortskurven, 6 Transformator, 7 Mehrphasensysteme

Kapitel 4: Für die Berechnung von Wechselstromnetzen sind die fünf Netzberechnungsverfahren und das Rechnen mit komplexen Zahlen einschließlich der Zeigerdarstellung Voraussetzung. Die Abbildung einer sinusförmigen Wechselgröße in eine entsprechende komplexe Zeitfunktion mit komplexer Amplitude und komplexem Effektivwert ist Voraussetzung für alle weiteren Betrachtungen bei Wechselstromvorgängen, wobei auch Wechselstromwiderstände und Wechselstromleitwerte definiert werden können. Den verschiedenen Leistungen, Augenblicksleistung, Wirkleistung, Blindleistung, Scheinleistung und komplexe Leistung, und ihren Zusammenhängen wird besondere Beachtung geschenkt.Kapitel 5: Ortkurven finden in vielen Bereichen der Elektrotechnik und anderen naturwissenschaftlichen Bereichen Anwendung, z.B. in der Regelungstechnik. Dabei steht der Kreis durch den Nullpunkt und seine Konstruktion im Mittelpunkt.Kapitel 6: Mit den im Kapitel 3 erläuterten Selbst- und Gegeninduktionsvorgängen lässt sich der Transformator mit komplexen Größen beschreiben, indem Ersatzschaltbilder und Zeigerbilder entwickelt werden.Kapitel 7: Obwohl Mehrphasensysteme mit mehr als drei Phasen theoretisch möglich sind, geht es in der Praxis immer um Dreiphasensysteme, die selbstverständlich mit der komplexen Rechnung behandelt werden. Zur Vereinfachung sind die Stern- und Dreieckschaltungen so gezeichnet, dass die komplexen Effektivwerte der Spannungen im Schaltbild und im Zeigerbild in der gleichen Richtung liegen. Unsymmetrische verkettete Dreiphasensysteme werden rechnerisch und durch Zeigerbilder ausführlich behandelt.

Wilfried Weißgerber

Abschnitt 4: 8 Ausgleichsvorgänge, 9 Fourieranalyse, 10 Vierpoltheorie

Kapitel 8: Ausgleichsvorgänge werden mit Hilfe von Differentialgleichungen mit konstanten Koeffizienten gelöst. Es werden sowohl einfache Schaltvorgänge mit Gleichspannung als auch Schaltvorgänge mit Wechselspannung und Schaltvorgänge in Schwingkreisen ausführlich berechnet. Da kompliziertere Ausgleichsvorgänge oft nicht im Zeitbereich gelöst werden können, wird die Laplacetransformation ausführlich vorgestellt und für einige Beispiele zu Hilfe genommen.Kapitel 9: Nichtsinusförmige periodische Wechselgrößen, auch mit Sprungstellen, werden in unendliche Fourierreihen überführt. Ist die periodische Wechselgröße nur in diskreten Punkten gegeben, lassen sich trotzdem endliche Reihen durch die Zipperer-Tafel und das Sprungstellenverfahren entwickeln.Kapitel 10: Die Vierpoltheorie ist die allgemeine Behandlung von Wechselstrom-Netzwerken mit zwei Eingangsklemmen, an der eine Spannung anliegt, und zwei Ausgangsklemmen, die mit einem Wechselstromwiderstand belastet ist. Die Übertragungseigenschaften von Vierpolen, z.B. Verstärkern, werden selbstverständlich mit Hilfe der komplexen Rechnung durch Betriebskenngrößen beschrieben.

Wilfried Weißgerber
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