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Moeller Grundlagen der Elektrotechnik

  • 2025
  • Buch
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Über dieses Buch

„Der Moeller“ ist das seit über neun Jahrzehnten bewährte und kontinuierlich weiterentwickelte Standardwerk für die Ausbildung von Studierenden der Elektrotechnik an Universitäten und Hochschulen für angewandte Wissenschaften. In dieser Jubiläums-Auflage wurden die Kapitel über elektrische und magnetische Felder neu verfasst und dabei stark erweitert. Aus zuvor zwei Kapiteln sind fünf geworden, die ans Ende des Buches gestellt wurden. Dies spiegelt die weit verbreitete Gliederung des Stoffes in den Vorlesungen über Grundlagen der Elektrotechnik wider: 1. Gleichstromtechnik, 2. Wechselstromtechnik, 3. Elektrische und magnetische Felder. Der Inhalt der übrigen Kapitel wurde durchgesehen und überarbeitet. Neu aufgenommen wurden wegen ihrer großen praktischen Bedeutung Dauermagnete und Dauermagnetkreise. Die Abschnitte über Modellieren und Modelle sowie über Analyse und Synthese wurden erweitert. Um den Umfang des Buches nicht zu sprengen, wurde das Kapitel über elektrische Leitungsmechanismen herausgenommen. Die ausführlichen Erklärungen und zahlreichen Beispielaufgaben sollen nun auch bei den Feldern ermöglichen, den Stoff im Selbststudium zu erarbeiten. Großer Wert wurde auf präzise Ausdrucksweise und die Diskussion von verwendeten Vereinfachungen und Vernachlässigungen sowie der Ergebnisse der Beispielaufgaben gelegt. Trotz des Anspruchs, die Rechnungen mathematisch sauber zu gestalten, liegt der Schwerpunkt auf der Vermittlung von Verständnis. Die konsequente Verwendung von Zählpfeilgrößen und rechtswendigen Zuordnungen waren und bleiben ein besonderes Merkmal des Moeller.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
Kapitel 1. Grundbegriffe
Zusammenfassung
Technik ist die praktische Nutzbarmachung naturwissenschaftlicher Erkenntnisse. Die Elektrotechnik beschäftigt sich mit der Anwendung elektrischer und magnetischer Phänomene. Zur Beschreibung der Zusammenhänge wird eine Vielzahl von Begriffen, Größen und Einheiten benötigt, deren Charakter und Darstellungsformen im Folgenden zunächst vorgestellt werden. Danach werden die elektrischen Grundgrößen wie Strom und Spannung sowie fundamentale Begriffe der Elektrotechnik eingeführt.
Thomas Harriehausen, Dieter Schwarzenau
Kapitel 2. Gleichstromnetzwerke
Zusammenfassung
Ein Gleichstromnetzwerk ist ein elektrischesNetzwerk, in dem alle Spannungen und Ströme zeitlich konstant (zeitinvariant) sind.
Thomas Harriehausen, Dieter Schwarzenau
Kapitel 3. Wechselstromtechnik
Zusammenfassung
Zur Einführung in die grundlegenden Gesetze und Verfahren zur Berechnung elektrischer Netzwerke hat sich die Gleichstromtechnik bewährt, da sie nur geringe mathematische Kenntnisse voraussetzt. In der elektrotechnischen Praxis treten Gleichströme aber nicht auf. Die Verarbeitung von durch elektrische Signale dargestellten Informationen sowie die Erzeugung, Übertragung und Nutzung von Energie in elektrischer Form erfolgen ausschließlich mittels zeitlich veränderlicher Spannungen und Ströme.
Thomas Harriehausen, Dieter Schwarzenau
Kapitel 4. Ortskurven
Zusammenfassung
In Kapitel 3 werden Sinusstrom-Netzwerke betrachtet. Dabei wird vorausgesetzt, dass alle Größen, die das Verhalten des Netzwerks bestimmen wie Widerstände, Kapazitäten, Induktivitäten sowie die Frequenz und Amplitude der anregenden Ströme und Spannungen zeitlich konstant sind. In der Praxis ist aber häufig die Abhängigkeit der Betriebseigenschaften von einer oder mehreren dieser Größen wichtig.
Thomas Harriehausen, Dieter Schwarzenau
Kapitel 5. Filterschaltungen und Schwingkreise
Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden praktische Anwendungen der Frequenzabhängigkeit des Verhaltens einfacher Sinusstromnetzwerke (s. Definition am Anfang von Kapitel 3) betrachtet. Sie beruhen auf der geschickten Nutzung der Abhängigkeit der Impedanz von Kapazitäten und Induktivitäten von der Frequenz. Wie in Kapitel 4 wird stets davon ausgegangen, dass sich für jede betrachtete Frequenz das Netzwerk im eingeschwungenen Zustand befindet und es somit mittels der komplexen Rechnung analysierbar ist.
Thomas Harriehausen, Dieter Schwarzenau
Kapitel 6. Mehrphasensysteme
Zusammenfassung
Die in den Kapiteln 3 bis 5 betrachteten Schaltungen werden größtenteils aus nur einer Quelle mit sinusförmiger Spannung bzw. sinusförmigem Strom gespeist. Solche Systeme nennt man einphasige Systeme. Rotierende Generatoren, die nur eine einzige spannungserzeugende Wicklung enthalten, haben aber schwerwiegende Nachteile.
Thomas Harriehausen, Dieter Schwarzenau
Kapitel 7. Nichtsinusförmige Ströme und Spannungen
Zusammenfassung
In den Kapiteln 3 bis 6 wird vorausgesetzt, dass die betrachteten Wechselgrößen zeitlich sinusförmig verlaufen. Die reine Sinusform tritt aber nur selten auf. Deshalb soll diese Einschränkung jetzt fallen gelassen werden. Im Folgenden werden zunächst allgemeine periodische Schwingungen und danach nichtperiodische, einmalige Vorgänge betrachtet.
Thomas Harriehausen, Dieter Schwarzenau
Kapitel 8. Grundlagen zu elektrischen und magnetischen Feldern
Zusammenfassung
In diesem Kapitel werden grundlegende Begriffe und Zusammenhänge erklärt, die in den nachfolgenden Kapiteln über elektrische und magnetische Felder benötigt werden.
Thomas Harriehausen, Dieter Schwarzenau
Kapitel 9. Stationäres elektrisches Strömungsfeld (SESF)
Zusammenfassung
In den Grundlagen der Elektrotechnik ist es üblich, bei den elektrischen und magnetischen Feldern zunächst die elektrischen Potenzialfelder (also das SESF und das elektrostatische Feld, ESF) zu betrachten. Das SESF wird oft – so auch hier – vor dem ESF (s. Kapitel 10) behandelt, obwohl es mathematisch etwas aufwändiger ist. Das liegt sowohl daran, dass das SESF wegen der modellhaften Vorstellung einer Ladungsströmung anschaulicher und im Rahmen praktischer Untersuchungen (z. B. an Modellen aus leitfähigem Karton) messtechnisch einfacher zu erfassen ist, als auch daran, dass elektrische Strömungsfelder – im Gegensatz zu elektrostatischen Feldern – sehr einfach zu begrenzen und daher ihre Feldbilder einfacher vorzustellen und zu skizzieren sind.
Thomas Harriehausen, Dieter Schwarzenau
Kapitel 10. Elektrostatisches Feld (ESF)
Zusammenfassung
Das elektrostatische Feld (ESF) ist das elektrische Feld relativ zum Beobachter ruhender Ladungen.
Thomas Harriehausen, Dieter Schwarzenau
Kapitel 11. Magnetisches Feld
Zusammenfassung
Mit diesem Kapitel wird die Klasse der Potenzialfelder (in denen das Feld der elektrischen Feldstärke wirbelfrei ist und somit jeder Feldpunkt ein eindeutiges elektrisches Potenzial hat) verlassen. Daher sollen vorab wichtige Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen elektrischen Potenzialfeldern und Magnetfeldern aufgezeigt werden.
Thomas Harriehausen, Dieter Schwarzenau
Kapitel 12. Grundlagen der Elektrodynamik
Zusammenfassung
In den Kapiteln 9 bis 11 wurden vier wichtige, einfache Spezialfälle des allgemeinen elektromagnetischen Feldes getrennt voneinander behandelt:
Thomas Harriehausen, Dieter Schwarzenau
Backmatter
Titel
Moeller Grundlagen der Elektrotechnik
Verfasst von
Thomas Harriehausen
Dieter Schwarzenau
Copyright-Jahr
2025
Electronic ISBN
978-3-658-49993-8
Print ISBN
978-3-658-49992-1
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-49993-8

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