Elektrotechnik 1

Grundlagenlehrbuch. Felder und einfache Stromkreise

Author: Dr.-Ing. habil. Reinhold Paul

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

Book Series : Springer-Lehrbuch

Included in: Professional Book Archive

About this book

Aus den Besprechungen: "...Methodisch ist der Inhalt so angelegt, daß der Stoff nicht nur selbständig erarbeitet werden kann, sondern der Lernende systematisch durch Lehrsätze, Lösungsstrategien, Zielvorgaben und Wiederholungsfragen in den ständigen Dialog mit dem Lehrbuch miteinbezogen und so immer wieder auf die Schwerpunkte hingewiesen wird. ... Das Werk ist auf Elektrobetriebe und Fachschulen abgestimmt und kann auch beim Selbststudium gute Dienste leisten." #ÖZE Österreichische Zeitschrift für Elektrizitätswirtschaft# "...Der Student, der nach diesem Buch vorgeht und z.B. entsprechende Vorlesungen hört, kann sicher sein, daß er sich einem sehr erfahrenen Hochschullehrer anvertraut, und daß, wie aus der obigen unvollständigen Aufzählung der bisherigen Buchveröffentlichungen hervorgeht, er sicher selten einen anderen Autor finden wird, der ihn im Hinblick auf die Erfordernisse der Mikroelektronik so kompetent und umfassend in die Grundlagen der Elektrotechnik einführen kann. Der Rezensent muß auch gestehen, daß das Lesen in diesem Werk sehr anregend war und ihm Vergnügen machte..." #Archiv für Elektronik und Übertragungstechnik#

Frontmatter

0. Einführung

Zusammenfassung

Seit alters her beschäftigten den Menschen die Probleme der Nachrichtenübermittlung sowie derUmformung von Energie und ihre Übertragung auf möglichst große Entfernungen. Vielfältige Methoden wurden ersonnen: z. B. Signalübertragung durch Feuer, Rauch, optische Telegrafen, Buschtrommeln, Signalhörner, also mit optischen und akustischen Mitteln. Jahrhundertelang waren das Mühlenrad und später die Dampfmaschine bekannte Umformeinrichtungen für Energie. Stets konnten dabei Signale und Energien nur über sehr kurze Entfernungen und z. T. nur mit erheblichen Übertragungszeiten — etwa über eine Kette optischer Signalstationen — übermittelt werden.

Reinhold Paul

1. Beschreibung elektrischer Erscheinungen

Zusammenfassung

Nach Durcharbeit dieses Abschnittes 1 sollen beherrscht werden

die Teilchen- und Felddarstellung der Elektrotechnik als sich einander ergänzende Darstellungen zu erkennen;
die „Erzeugung“ elektrischer Ladungen zu beschreiben;
die Eigenschaften der Ladung anzugeben und den Erhaltungssatz zu erläutern; die wichtigsten Ladungsverteilungen anschaulich zu erklären;
die Definition des Stromes anzugeben und im Zusammenhang mit dem Erhaltungssatz die Ladung zu veranschaulichen;
den Zusammenhang Ladung — Stromstärke zu veranschaulichen (Formel graphisch und anschaulich, man wiederhole dazu die graphische Erklärung der Differentiation und Integration);
die wichtigsten Kennzeichen des Stromes zu nennen.

Reinhold Paul

2. Das elektrische Feld und seine Anwendungen

Zusammenfassung

Nach Durcharbeit der Abschnitte 2.1 bis 2.3 soll der Leser in der Lage sein den die Ladung umgebenden Raum zu charakterisieren;

die Definition der elektrischen Feldstärke anzugeben;
das Feld einer Punktladung zu beschreiben;
die Konstruktion von Feldlinien durchzuführen;
die Felder mehrerer Punktladungen zum Gesamtfeld zu überlagern;
die Arbeit anzugeben, die bei der Bewegung einer Ladung im elektrischen Feld aufzuwenden bzw. zu gewinnen ist und für einfache Felder zu berechnen;
die Definition des Potentials und der Spannung anzugeben und zu erläutern;
den Zusammenhang Feldstärke und Äquipotentialfläche (Linie) zu erläutern;
den Zusammenhang von Strom und Stromdichte zu kennen;
die Stromdichte für beliebig bewegte Ladungsträger anzugeben und die Stromrichtung zu charakterisieren;
den Leitungsmechanismus in Leitern und Halbleitern zu erläutern; das Ohmsche Gesetz für den Raumpunkt zu kennen;
die Leitfähigkeit eines Stoffes zu charakterisieren und den Temperaturgang anzugeben;
das Verhalten der Feldgrößen an der Übergangsstelle zweier verschieden leitender Medien zu kennzeichnen.

Reinhold Paul

3. Das magnetische Feld und seine Anwendungen

Zusammenfassung

Nach Durcharbeit der Abschnitte 3.1 und 3.2 soll der Leser in der Lage sein

die Erläuterung grundsätzlicher Erscheinungen des Magnetfeldes zu geben;
Grundbegriffe und Größen des magnetischen Feldes anzugeben;
typische Feldlinienbilder und den Unterschied zum elektrischen Feld zu erklären;
den Begriff Wirbelfeld zu veranschaulichen;
die Induktion B und ihre Dimension zu erläutern;
die Definition der magnetischen Feldstärke anzugeben;
den Durchflutungssatz anzugeben und zu erläutern;
das Gesetz von Biot-Savart anzugeben und auf einfache Leiteranordnungen anzuwenden;
die Magnetisierungskurve zu erläutern;
das Verhalten der magnetischen Feldgröße an Grenzflächen zu kennen;
den magnetischen Fluß in magnetischen Leitern zu bestimmen und die Begriffe magnetische Spannung und Durchflutung zu erläutern;
den magnetischen Kreis (einfach und verzweigt), sein Ersatzschaltbild anzugeben und die Bemessung der Elemente durchzuführen;
das Feld eines Dauermagneten zu beschreiben, zu erläutern und einfache Dauermagnet-kreise zu berechnen;
die Verkopplung zwischen magnetischem Fluß und Strom als Induktivitätsbegriff zu verstehen;
die Begriffe Selbst- und Gegeninduktion zu erläutern.

Reinhold Paul

4. Energie und Leistung elektromagnetischer Erscheinungen

Zusammenfassung

Nach Durcharbeit der Abschnitte 4.1 und 4.2 sollen beherrscht werden

der Energiebegriff und die Möglichkeiten der Energieumformung;
die Definition der elektrischen Energie und Leistung am Zweipolelement;
die Begriffe Leistungs- und Energiedichte;
der Leistungsumsatz im Strömungsfeld;
die Speicherenergie und Energiedichte im elektrostatischen Feld;
die physikalische Begründung der Stetigkeit der Energie und die daraus abzuleitenden Folgerungen;
die im magnetischen Feld gespeicherte Energie und die zugehörige Energiedichte; der Begriff Hystereseabeit;
der Begriff Energieströmung als Folge des Energieerhaltungssatzes;
die Energiestromdichte (Poyntingscher Vektor) und die anschauliche Erklärung;
der Energietransport zwischen Quelle und Verbraucher unter Benutzung des elektromagnetischen Feldes als Energieträger.

Reinhold Paul

Backmatter

Title: Elektrotechnik 1
Author: Dr.-Ing. habil. Reinhold Paul
Publisher: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-662-21863-1
Print ISBN: 978-3-540-51412-1
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-21863-1

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Elektrotechnik 1

Grundlagenlehrbuch. Felder und einfache Stromkreise

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Table of Contents

Frontmatter

0. Einführung

1. Beschreibung elektrischer Erscheinungen

2. Das elektrische Feld und seine Anwendungen

3. Das magnetische Feld und seine Anwendungen

4. Energie und Leistung elektromagnetischer Erscheinungen

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