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2013 | Book

Physikalische Grundbegriffe der Elektrotechnik Read chapter Read first chapter

Elektrotechnik für Ingenieure 1

Gleichstromtechnik und Elektromagnetisches Feld. Ein Lehr- und Arbeitsbuch für das Grundstudium

Author: Wilfried Weißgerber

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

Part of: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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About this book

Dieses Lehr- und Übungsbuch behandelt in ausführlicher und systematischer Weise die Grundlagen und Berechnungsverfahren der Gleichstromtechnik und das elektromagnetische Feld. Die Inhalte wurden durch intensive Mitarbeit von Studierenden und Kollegen immer wieder verbessert. Zahlreiche Aufgaben mit ausführlichen Lösungen im Anhang ergänzen die theoretischen Abhandlungen und ermöglichen eine gute Prüfungsvorbereitung. Ein Verzeichnis der verwendeten Schreibweisen, Formelzeichen und Einheiten erleichtert das Arbeiten mit dem Buch.

Table of Contents

Frontmatter
1. Physikalische Grundbegriffe der Elektrotechnik
Zusammenfassung
Um elektrische Erscheinungen erklären zu können, ist es notwendig, die wichtigsten Zusammenhänge über den Aufbau der Materie zu kennen.
Bereits vor etwa 2500 Jahren wurde von den Griechen Leukipp und Demokrit der Begriff des Atoms als kleinsten Baustein der Materie geprägt (atomos – unteilbar). Gleichartige Atome setzen sich zu den Grundstoffen der Materie – den chemischen Elementen – zusammen. Auf der Erde gibt es 83 verschiedene stabile und 22 instabile Elemente, die im so genannten „Periodensystem der Elemente“ zusammengestellt werden:
Wilfried Weißgerber
2. Gleichstromtechnik
Zusammenfassung
Ein unverzweigter Stromkreis ist die geschlossene Hintereinanderschaltung verschiedener Schaltelemente: Spannungsquellen, Widerstände in Form von elektrischen Verbrauchern, Leitungen usw.
Die praktisch vorkommenden Stromkreise bestehen aus räumlich angeordneten und mehr oder weniger kontinuierlich verteilten Widerständen. Diese werden in Schaltbildern konzentriert angenommen, d. h., die Verbindungen zwischen den Spannungsquellen und Widerständen sind widerstandsfrei.
Die in den Spannungsquellen kontinuierlich verteilten Widerstandsanteile werden ebenfalls konzentriert gedacht und zum Innenwiderstand der Spannungsquelle zusammengefasst. Die Spannungsquelle wird ebenfalls idealisiert, d. h. widerstandslos, angenommen. Die Ersatzschaltung einer Spannungsquelle besteht also aus der Reihenschaltung der Quellspannung Uq und dem Innenwiderstand Ri.
Wird die Spannung auf Grund einer Energieumwandlung in einer Spannungsquelle durch die Bezeichnung EMK E von den Spannungen U in stromdurchflossenen Widerständen unterschieden, dann besteht die Ersatzschaltung aus der Reihenschaltung EMK E und dem Innenwiderstand Ri.
Jeder unverzweigte Stromkreis lässt sich zum bereits erwähnten Grundstromkreis zusammenfassen. Er besteht aus dem aktiven Zweipol der Spannungsquelle (Uq und Ri bzw. E und Ri) und dem passiven Zweipol des Verbrauchers (Ra). Dadurch lassen sich komplizierte Netzwerke einfach behandeln (siehe Abschnitt 2.3.3: Zweipoltheorie).
Wilfried Weißgerber
3. Das elektromagnetische Feld
Zusammenfassung
Physikalische Größen können in ihrer Umgebung einen Raumzustand – genannt „Feld“ – verursachen, der durch andere physikalische Größen nachgewiesen wird. Masseteilchen im Feld einer anderen Masse (Gravitationsfeld) oder geladene Masseteilchen im Feld eines geladenen Körpers (elektrostatisches Feld) erfahren eine Kraftwirkung, die als Wechselwirkung zwischen Raumzustand und Indikator (Masseteilchen bzw. geladenes Masseteilchen) erklärt wird. Das Feld ist also ein energiegefüllter Raum.
In jedem Punkt des Feldraums beschreiben eine vektorielle Feldgröße und eine skalare Feldgröße den Raumzustand. Vektorfeld und Skalarfeld beschreiben also gemeinsam den Raumzustand. Das Feld ist mathematisch eine vektorielle und skalare Ortsfunktion. Ist der Raumzustand zeitlich veränderlich, ist die Funktion orts- und zeitabhängig.
Wilfried Weißgerber
Anhang. Lösungen der Übungsaufgaben
Wilfried Weißgerber
Backmatter
Metadata
Title
Elektrotechnik für Ingenieure 1
Author
Wilfried Weißgerber
Copyright Year
2013
Publisher
Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN
978-3-8348-2065-5
Print ISBN
978-3-8348-0903-2
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-8348-2065-5