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Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Elektrische Ladung

Zusammenfassung
Die vielfältigen elektrischen Erscheinungen werden zurückgeführt auf die Wirkung von ruhenden oder bewegten elektrischen Ladungen.
Dieter Zastrow

2. Elektrische Energie

Zusammenfassung
Die Bereitstellung von elektrischer Energie ist eine der grundlegenden Aufgaben der Elektrotechnik.
Dieter Zastrow

3. Elektrische Strömung

Zusammenfassung
Man versteht unter einer elektrischen Strömung oder einem Strom einen Transportvorgang von Ladungsträgern. In Metallen stehen dafür die freien Elektronen zur Verfügung.
Dieter Zastrow

4. Elektrischer Widerstand

Zusammenfassung
Der elektrische Widerstand ist der vielschichtigste Begriff der Elektrotechnik. In diesem Kapitel wird Widerstand als Kurzbeschreibung der statischen Strom-Spannungs-Kennlinie von Verbrauchern eingeführt und sein Zusammenhang mit dem drahtgebundenen Aufbau typischer Verbraucher gezeigt.
Dieter Zastrow

5. Grundstromkreise

Zusammenfassung
Grundstromkreise der Elektrotechnik bestehen aus einer Quelle mit Innenwiderstand und einem Verbraucher. Je nach Betrachtungsweise der Quelle unterscheidet man zwischen einem Grundstromkreis mit Spannungsquelle oder einem Grundstromkreis mit Stromquelle. Bei der Schaltungsanalyse versucht man komplexe Schaltungen auf Grundstromkreise zu reduzieren.
Dieter Zastrow

6. Energieumsetzung im Schaltwiderstand

Zusammenfassung
Der Generator sorgt für den Aufbau und die Aufrechterhaltung des elektrischen Feldes im Stromkreis. Je nach Art des Verbrauchers wird die elektrische Feldenergie in andere Energieformen umgewandelt.
Dieter Zastrow

7. Verzweigte Stromkreise

Zusammenfassung
Bisher wurden nur Grundstromkreise analysiert und berechnet, sowie einfache Reihen- und Parallelschaltungen von Verbrauchern auf Grundstromkreise zurückgeführt.
Dieter Zastrow

8. Netzwerke

Zusammenfassung
Netzwerke sind Widerstandsschaltungen mit mehreren Spannungsquellen, die nicht auf Grundstromkreise zurückgeführt werden können.
Dieter Zastrow

9. Ersatzquellen

Zusammenfassung
Für ein nur aus passiven Zweipolen (Schaltwiderständen) bestehendes Netzwerk kann der Ersatzwiderstand oder Ersatzleitwert berechnet werden (siehe Abschnitt 5.2 und 5.3).
Dieter Zastrow

10. Eigenschaften und Bemessung des Spannungsteilers

Zusammenfassung
Ein niederohmiger Verbraucher, dessen Nennspannung kleiner ist als eine zur Verfügung stehende Festspannung, wird in der Regel über einen Vorwiderstand angeschlossen. Für bestimmte hochohmige Verbraucher — das sind oftmals elektronische Schaltungen, die hier ersatzweise durch Belastungswiderstände RLast von gleicher Stromaufnahme nachgebildet werden — ist eine sogenannte Spannungsteileranpassung vorteilhafter. Dies hat zumeist zwei Gründe
  • die Spannung für den Belastungswiderstand muß verstellbar sein,
  • der Belastungswiderstand hat keinen festen Widerstandswert.
Dieter Zastrow

11. Elektrostatisches Feld

Zusammenfassung
Das elektrostatische Feld ist ein Sonderfall des elektrischen Feldes. Kennzeichen dieses Sonderfalls sind ruhende elektrische Ladungen (I = 0).
Dieter Zastrow

12. Ladungsvorgänge bei Kondensatoren

Zusammenfassung
Der zeitliche Verlauf der Kondensatoraufladung ist abhängig von der Speisungsart. Es stehen Konstantstromquellen mit einstellbarer Stromstärke und Konstantspannungsquellen mit wählbarer Konstantspannung zur Verfügung. Bei Speisung mit Konstantspannungsquellen muß zur Strombegrenzung ein Vorwiderstand verwendet werden.
Dieter Zastrow

13. Magnetisches Feld

Zusammenfassung
Es ist bisher unerwähnt geblieben, daß bewegte elektrische Ladungen — also Ströme — magnetische Felder in ihrer Umgebung aufweisen. Magnetische Felder sind wegen ihrer Kraft- und Induktionswirkung technisch bedeutungsvoll.
Dieter Zastrow

14. Induktion

Zusammenfassung
Erfahrungsgemäß induziert (erzeugt) die zeitliche Änderung eines magnetischen Flusses, der eine Leiterschleife durchdringt, in dieser einen Strom.
Dieter Zastrow

15. Schaltvorgänge bei Spulen

Zusammenfassung
Der im Bild 15.1 gezeigte Stromkreis besteht aus einer verlustbehafteten Spule mit konstanter, d.h. stromunabhängiger Induktivität, die über den Schalter an eine konstante Gleichspannung gelegt wird. Es wird gefragt, nach welchem typischen zeitlichen Verlauf der Strom seinen Endwert erreicht.
Dieter Zastrow

16. Sinusförmige Änderungen elektrischer Größen

Zusammenfassung
In diesem Kapitel sollen die Kenngrößen und Beschreibungsmittel zur Darstellung sinusförmiger Wechselgrößen (Spannungen, Ströme) unabhängig vom Vorgang ihrer Erzeugung behandelt werden. Zur Entstehung sinusförmiger Wechselspannung im Generator sei auf die ausführliche Darstellung in Kapitel 14.4 verwiesen.
Dieter Zastrow

17. Mittelwerte periodischer Größen

Zusammenfassung
Periodisch zeitabhängige Größen bestehen aus einer Folge von Momentanwerten, die mit dem Oszilloskop sichtbar dargestellt werden können. Zeigerinstrumente können infolge ihrer Trägheit bereits bei Netzfrequenz nur noch Mittelwerte darstellen.
Dieter Zastrow

18. Addition frequenzgleicher Wechselgrößen

Zusammenfassung
Bild 18.1 zeigt zwei sinusförmige Wechselgrößen gleicher Frequenz im eingeschwungenen Zustand. Beide periodischen Schwingungen laufen zwar gleichzeitig ab, weisen jedoch verschiedene augenblickliche Schwingungszustände auf. Man sagt, die Schwingungen haben eine unterschiedliche Phasenlage oder sie sind phasenverschoben.
Dieter Zastrow

19. Idealer Schaltwiderstand im Wechselstromkreis

Zusammenfassung
Der ideale Schaltwiderstand besitzt einen konstanten Widerstandswert. Die Wirkungen seines magnetischen und elektrischen Feldes sind Null.
Dieter Zastrow

20. Idealer Kondensator im Wechselstromkreis

Zusammenfassung
Der ideale Kondensator besitzt eine konstante Kapazität. Sein Wirkwiderstand ist unendlich, die Wirkung seines Magnetfeldes ist Null.
Dieter Zastrow

21. Ideale Spule im Wechselstromkreis

Zusammenfassung
Die ideale Spule besitzt eine konstante Induktivität. Ihr Wirkwiderstand und die Kapazität sind Null.
Dieter Zastrow

22. Grandschaltungen im Wechselstromkreis

Zusammenfassung
Die Parallelschaltung eines Kondensators mit einem Schaltwiderstand liegt an der Spannung
$$ u = \widehat u\sin \omega t. $$
Dieter Zastrow

23. Einführung der komplexen Rechnung

Zusammenfassung
Umfangreiche Wechselstromschaltungen werden zweckmäßigerweise mit Hilfe der komplexen Rechnung gelöst.
Dieter Zastrow

24. Frequenzgang von RC-Gliedern

Zusammenfassung
RC-Glieder sind Spannungsteilerschaltungen, deren besonderes Frequenzverhalten bei der Realisierung von Siebgliedern angewendet wird. Man unterscheidet die frequenzabhängigen Siebschaltungen in Tiefpässe und Hochpässe.
Dieter Zastrow

25. Schwingkreis, Resonanzkreis

Zusammenfassung
Ein elektrischer Schwingkreis ist ein System, in dem zwei unabhängige Energiespeicher ihre Energie wechselseitig austauschen, wobei Träger der Energie elektrische und magnetische Felder sind. Im Bereich niederer Frequenzen bestehen Schwingkreise aus konzentrierten Bauelementen, also aus Spulen und Kondensatoren, die durch kurze Leiterstücke miteinander verbunden sind. Das magnetische Feld befindet sich dann im Bereich der Spule und das elektrische Feld ist auf den Kondensator konzentriert.
Dieter Zastrow

26. Transformatoren

Zusammenfassung
Nach dem Induktionsgesetz entsteht an den Klemmen einer Spule eine Induktionsspannung, wenn der mit der Spule verkettete magnetische Fluß sich zeitlich ändert. Bild 26.1 zeigt eine Schaltungsanordnung, die aus zwei Stromkreisen besteht und Transformator genannt wird. Beide Stromkreise sind galvanisch getrennt aber magnetisch gekoppelt.
Dieter Zastrow

27. Dreiphasensystem

Zusammenfassung
Ein Dreiphasensystem ist ein System zur elektrischen Energieübertragung mit Wechselströmen in drei gleichwertigen Strombahnen, in denen die elektrischen Größen in periodisch festgelegten Zeitabständen nacheinander wirksam werden. Das Dreiphasensystem entsteht durch die Verkettung von drei um 120° phasenverschobenen Spannungen.
Dieter Zastrow

Lösungen der Übungen

Ohne Zusammenfassung
Dieter Zastrow

Memory

Zusammenfassung
Auf den farbigen Seiten finden Sie eine Zusammenstellung des Kernwissens der Elektrotechnik geordnet nach den Kapiteln des Lehrbuches und ergänzt mit einer Übersicht über die gesetzlichen Einheiten im Meßwesen sowie eine Kurzfassung der wichtigsten Vorzeichen- und Richtungsregeln (Zählpfeile) zur Schaltungsberechnung.
Dieter Zastrow

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