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Über dieses Buch

Diese Einführung in die theoretische Elektrotechnik gehört inzwischen zu den klassischen Lehrbüchern. Der Inhalt wurde in sechs Jahrzehnten und mittlerweile 14 Auflagen ständig aktualisiert und bei der vorliegenden Ausgabe auf die Elektronik erweitert; Art und Didaktik der Darstellung sind nach wie vor vorbildlich. Von den einfachsten Grundgesetzen zu schwierigen Zusammenhängen fortschreitend, stellt das Buch die vielfältigen Erscheinungen der Elektrotechnik und Elektronik in einen einheitlichen theoretischen Zusammenhang. Das Buch soll dem Studenten der Elektrotechnik an Technischen Universitäten und Fachhochschulen als Hilfe zur Vertiefung und Ergänzung der Vorlesungen dienen. Es wendet sich aber auch an den im Beruf stehenden Ingenieur sowie an Studenten des Maschinenbaus, der Physik, der Mathematik und der Informatik.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Einleitung

Zusammenfassung
Jede technische Aufgabe kann im Prinzip durch Probieren gelöst werden, z. B. der Bau eines Elektromotors oder einer Verstärkerröhre oder einer Fernsprechverbindung. Erfüllt das erste Gerät nicht die gewünschten Bedingungen, ist z. B. die Leistung des Elektromotors nicht ausreichend oder zeigen sich irgendwelche anderen Mängel, dann wird man ein zweites Gerät herstellen und versuchen, durch Abänderungen diese Mängel zu beseitigen, und es ist wahrscheinlich, daß man bei Verwertung der dabei gemachten Erfahrungen nach einer gewissen Anzahl von Versuchen schließlich zu einem brauchbaren Gerät kommen wird. Dieses empirische Verfahren ist in der Tat das Verfahren, das in der Technik, besonders in der Anfangszeit neuer Zweige der Technik, häufig angewendet wurde und noch angewendet wird. Offensichtlich erfordert es aber zumindest große Aufwendungen an Hilfsmitteln und an Zeit. Sie lassen sich um so mehr verringern, je genauer man die Vorgänge kennt, die sich in der betreffenden Einrichtung abspielen. Diese Kenntnis kann zwar grundsätzlich nur durch Erfahrung ermittelt werden; es ist jedoch möglich, auch ohne daß Erfahrungen mit der besonderen Einrichtung vorliegen, um deren Herstellung es sich handelt, Voraussagen über ihre Eigenschaften zu machen. Dazu dient die Theorie.
Karl Küpfmüller, Gerhard Kohn

Erstes Kapitel. Der elektrische Strom

Zusammenfassung
Um physikalische Größen messen zu können, legt man Einheiten der betreffenden Größen fest. Die Wahl der Einheiten ist immer willkürlich. Die physikalischen Gesetze ermöglichen es aber, die Zahl der willkürlich festgesetzten Einheiten mit Hilfe der Beziehungen zwischen den verschiedenen Größen stark einzuschränken. So sind die Basiseinheiten entstanden, von denen die Einheiten der anderen Größen abgeleitet werden.
Karl Küpfmüller, Gerhard Kohn

Zweites Kapitel. Das elektrische Feld

Zusammenfassung
Ein stationäres elektrisches Feld ist dadurch gekennzeichnet, daß auf ruhende elektrische Ladungen zeitlich konstante mechanische Kräfte ausgeübt werden. Solche Kräfte treten immer auf, wenn zwischen beliebigen Punkten eines isolierenden Raumes konstante Spannungen aufrechterhalten werden. Insbesondere ergibt sich ein elektrostatisches Feld, wenn sich in dem isolierenden Raum nur ruhende Ladungen befinden, z. B. zwei oder mehrere elektrische Leiter (Elektroden), zwischen denen Potentialunterschiede bestehen, ohne daß elektrische Ströme fließen.
Karl Küpfmüller, Gerhard Kohn

Drittes Kapitel. Das magnetische Feld

Zusammenfassung
Wie mit dem Vorhandensein elektrischer Spannungen immer ein elektrisches Feld verbunden ist, so tritt immer ein magnetisches Feld auf, wenn elektrische Ströme fließen, wenn sich also elektrische Ladungen bewegen. Ein stationäres magnetisches Feld entsteht, wenn es sich um Gleichstrom handelt. Das magnetische Feld kann wie das elektrische durch Feldlinien veranschaulicht werden. Von dem Verlauf dieser Linien geben die bekannten Versuche mit Eisenspänen eine Vorstellung. Auf langgestreckte Eisenspäne oder auf Magnete werden im magnetischen Feld mechanische Kräfte ausgeübt, die die Eisenspäne in eine bestimmte Richtung zu drehen suchen. Dadurch wird die Feldlinienrichtung an jeder Stelle des Feldes definiert. Diese Feldlinien bezeichnet man hier als magnetische Induktionslinien oder als magnetische Feldlinien; sie veranschaulichen den magnetischen Induktionsfluß, der in Analogie zu dem Verschiebungsfluß im elektrischen Feld steht.
Karl Küpfmüller, Gerhard Kohn

Viertes Kapitel. Netzwerke

Zusammenfassung
Die Wechselspannung mit dem zeitlichen Verlauf
(1)
hat eine überragende Bedeutung, weil sie sich nach dem Induktionsgesetz am Rotor eines Generators direkt ergibt und weil die Netze der Energietechnik mit Sinusspannungen betrieben werden. Die Signale der Informationstechnik lassen sich aus harmonischen Sinusschwingungen nach Fourier additiv zusammensetzen. Prinzipiell sind die Sinusschwingungen fundamental für alle linearen Bauelemente und Schaltungen, denn diese werden durch lineare Differentialgleichungen beschrieben, und Sinusschwingungen gehen bei der Bildung des zeitlichen Differentialquotienten wieder in Cosinus- oder Sinusschwingungen über, sie sind also Lösungen der Schaltungsgleichungen.
Karl Küpfmüller, Gerhard Kohn

Fünftes Kapitel. Leitungen und Kettenleiter

Zusammenfassung
Wirkt am Anfang einer Leitung, Abb. 39.1, eine Wechselspannung, so fließen in den Leitungsdrähten an jeder Stelle der Leitung Wechselströme, und es ergeben sich zwischen den beiden Leitungsdrähten an jeder Stelle der Leitung Wechselspannungen gleicher Frequenz. Wenn wir irgendeinen Abschnitt s der Leitung herausgreifen und diesen Abschnitt kurz genug machen, dann haben die Ströme in den beiden Leitungsdrähten innerhalb dieses Abschnittes in irgendeinem Zeitpunkt den gleichen Wert; ebenso hat die Spannung zwischen den beiden Drähten überall in diesem Abschnitt in irgendeinem Zeitpunkt einen bestimmten Wert.
Karl Küpfmüller, Gerhard Kohn

Sechstes Kapitel. Das rasch veränderliche elektromagnetische Feld

Zusammenfassung
In einem veränderlichen elektrischen Feld ist der Verschiebungsstrom nach Abschnitt 16 definiert als die Zunahme des Verschiebungsflusses geteilt durch die Zeit.
Karl Küpfmüller, Gerhard Kohn

Siebentes Kapitel. Zeitfunktion und Spektrum

Zusammenfassung
Unter einem Impuls versteht man in der Elektronik eine einmalige Zeitfunktion u (t) einer Größe, eines Signals. Ein Spannungsimpuls, Stromimpuls oder auch ein Druckimpuls hat in diesem Zusammenhang nichts mit dem Impuls mv der Mechanik zu tun.
Karl Küpfmüller, Gerhard Kohn

Achtes Kapitel. Systeme mit nichtlinearen Elementen

Zusammenfassung
Wenn es auch in vielen Fällen möglich ist, eine nichtlineare Kennlinie im Arbeitsbereich zu linearisieren oder durch eine einfache Potenzreihenentwicklung anzunähern, so gibt es andererseits Bauelemente, die von sich aus eine Kennlinie haben, die wir dann als wesentlich nichtlinear bezeichnen, wenn eine solche Reihenentwicklung nicht mehr praktikabel ist. Ein typisches Beispiel für einen solchen Zweipol ist die Tunneldiode, deren Kennlinie die Abb. 51.1 zeigt. Der Strom steigt bei ihr mit zunehmender Spannung sehr steil an, fällt nach Durchlaufen eines Maximums wieder, um schließlich wie ein normaler Diodenstrom mit der Spannung anzusteigen. Der fallende Kennlinienteil hat einen negativen differentiellen Widerstand und führt zu völlig neuen und wichtigen Anwendungen. Er führt einerseits zu bistabilen Schaltungen und andererseits durch Entdämpfung eines Schwingkreises zum Oszillator.
Karl Küpfmüller, Gerhard Kohn

Backmatter

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