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Erschienen in:
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2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

2. Passive Bauelemente – den Strom zum Helfer machen

verfasst von : Martin Poppe

Erschienen in: Prüfungstrainer Elektrotechnik

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Die elektrischen und magnetischen Eigenschaften der Materie und deren Behandlung im Rahmen der Maxwell’schen Gleichungen bilden die Grundlage der Konstruktion von Bauelementen, die heute passiv genannt werden. Ausgehend von den Materialeigenschaften werden die Brechungsgesetze für statische Magnetfelder hergeleitet und so die Erhaltung des magnetischen Flusses in Ferromagnetika begründet. Darauf aufbauend folgen zwei Techniken, Magnetfelder in einfachen Geometrien zu bestimmen.
Das grundsätzliche Verhalten der Bauelemente Widerstand, Kondensator und Spule wird sowohl reell als auch in der komplexen Ebene beschrieben. Es folgt die Beschreibung von Parasitärelementen, deren Modellierung, Quantifizierung durch Güte und Verlustwinkel, sowie deren Einfluss auf das Frequenzverhalten.

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Fußnoten
1
Hierfür gibt es zwei prominente Beispiele: erstens den photoelektrischen Effekt. Hiermit bezeichnet man die Tatsache, dass hochenergetische Photonen Elektronen aus einem Metall herausschlagen können. Für die Analyse des photoelektrischen Effekts erhielt Albert Einstein den Nobelpreis, nicht für die Relativitätstheorie. Das zweite Beispiel sind Glühkathoden in alten Verstärkerröhren.
 
2
In der Formel 1 ist dies unter dem Kürzel KERS \(=\) Kinetic Energy Recovery Systems bekannt. Neben Akkumulatoren werden auch Kondensatoren verwendet.
 
3
Der dominante Anteil am Oberflächenintegral ist derjenige, der zur Fläche zwischen den Platten gehört. Nach oben hin ist das Feld schwach, zu den Seiten die Fläche klein.
 
4
Immer heißt hier: immer wenn Strom und Spannungspfeil parallel gezeichnet werden.
 
5
Ferrite sind nicht-leitende ferromagnetische Keramiken mit einem hohen \(\mathrm{Fe_{2}O_{3}}\) (Eisenoxyd) oder \(\mathrm{Fe_{3}O_{4}}\) (Magnetit)-Anteil. Ihre magnetische Suszeptibilität ist ähnlich groß wie die des Eisens, aber sie leiten nicht und haben deshalb keine Wirbelstromverluste.
 
6
Negative Temperature Coefficient.
 
7
Nach den Englischen Begriffen equivalent series resistace und equivalent series inductance werden die Reihen-Parasitärelemente auch als ESR und ESL bezeichnet.
 
8
Diese Regel ist auf sehr viele verschiedene Situationen, zum Beispiel Reihen- und Parallelschwingkreise anwendbar. Sie beinhaltet, dass große Güte mit großen Parallelwiderständen und kleinen Reihenwiderständen einhergeht. Man frage also nicht, ob ein Widerstand groß oder klein, sondern ob er wichtig oder unwichtig sei.
 
9
Wenn Ihre Bierflasche nicht aus Glas ist, dann ist sie aus PET.
 
Literatur
Hering E, Bressler K, Gutekunst J (2017) Elektronik für Ingenieure. Springer, Berlin, ISBN 978-3-662-54213-2
Zinke O, Brunswig H (2010) Hochfrequenztechnik 1. 2. Auflage, Springer, Berlin, ISBN 978-3-642-19746-8
Henke H (2015) Elektromagnetische Felder. Springer, Berlin, ISBN 978-3-662-46917-0
Glisson TH (2011) Introduction to Circuit Analysis and Design. Springer, New York, ISBN 9789048194421
Poppe M (2015) Die Maxwellsche Theorie. Springer, Berlin, Heidelberg 2015, ISBN 978-3-662-45593-7
Metadaten
Titel
Passive Bauelemente – den Strom zum Helfer machen
verfasst von
Martin Poppe
Copyright-Jahr
2018
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Buch
Prüfungstrainer Elektrotechnik

Print ISBN: 978-3-662-56648-0

Electronic ISBN: 978-3-662-56649-7

Copyright-Jahr: 2018

DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-56649-7_2

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    Bildnachweise