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2023 | Buch

Einführung Kapitel lesen Erstes Kapitel lesen

Theoretische Elektrotechnik und spezielle Relativitätstheorie

Theoretische Grundlagen der Elektrotechnik/Elektrodynamik aus der Sicht der speziellen Relativitätstheorie

verfasst von: Erich Boeck

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

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Über dieses Buch

Im Buch werden Begriffe der Elektrotechnik unter konsequenter Einbeziehung der speziellen Relativitätstheorie eingeführt. Es kann ein invariantes elektromagnetisches Gesamtfeld aus der Kraft einer bewegten Ladung auf eine bewegte Probeladung definiert werden. So folgt eine plausible Vorstellung, bei der alle elektromagnetischen Vorgänge von einer Ladung ausgehen und sich als Nahwirkung in den Raum ausbreiten. Neben einem elektrischen Potential folgt daraus auch das Vektorpotential. Das Gesetz für die „Ruheinduktion“ kann unmittelbar aus der Vorstellung einer Ausbreitung von Stromänderungen entlang eines Leiters aus dieser Kraft abgeleitet werden. Es ergibt sich die Möglichkeit, für das Magnetfeld weitere Modelle zu erstellen. Die Darstellung ist bis zum vierdimensionalen Raum mit dem Tensorkalkül konsistent.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
Kapitel 1. Einführung
Zusammenfassung
Die Theorie der Elektrotechnik ist vorrangig durch praktische und experimentelle Erfahrungen entstanden. Eine mathematische Formulierung wurde vielfach anschließend aufgrund der gewonnenen Erkenntnisse erstellt. So erscheinen viele Gesetzmäßigkeiten als „mathematischer Ausdruck einer Messkurve“ (z.B. das Ohm’sche Gesetz). Für die Herausbildung der Vorstellungen in der Elektrotechnik hat diese Entwicklung eine wesentliche Bedeutung gehabt, was insbesondere auch im Begriffssystem ihrer Theorie zum Ausdruck kommt.
Erich Boeck
Kapitel 2. Physikalische Größen des elektrischen Feldes
Zusammenfassung
Eine Ableitung der Grundbegriffe der Elektrotechnik und ihre Darstellung erfolgt in Lehrbüchern auf unterschiedliche Weise. Das reicht von einer historischen über eine Einführung aus praktischen Erwägungen, aus vermeintlichen Analogien bis zu formalen Definitionen. Einige Autoren beginnen mit den Maxwell’schen Gleichungen als eine Art von Axiomen.
Erich Boeck
Kapitel 3. Wirkungen bewegter Ladungen
Zusammenfassung
Eine der heute als am besten bestätigt geltende Theorie - die Einstein’sche spezielle Relativitätstheorie - beinhaltet das Instrumentarium für die hier benötigten Transformationen (Reb99 S. 754-475). Für Inertialsysteme mussten auch schon in der Newton’schen Physik die physikalischen Gesetze unabhängig vom jeweiligen Beobachtungssystem sein. D.h., es kann durch keine Messung ein ausgezeichnetes System ermittelt werden. Dies wird durch die plausible Galileitransformation vom Koordinatensystem K{x,y,z } nach K´{x´,y´,z´} erreicht.
Erich Boeck
Kapitel 4. Gegenüberstellung und Zusammenfassungen
Zusammenfassung
In Abschnitt 3 wurde gezeigt, dass auf das Magnetfeld prinzipiell verzichtet werden könnte. Dafür erfolgt eine Kurzdarstellung der Begriffe und ihrer Struktur in nachfolgender Weise.
Erich Boeck
Kapitel 5. Begriffe der Quantenphysik
Zusammenfassung
Im Folgenden soll untersucht werden, was die Quantenphysik im Sinne einer Modellbildung beschreibt. Ein für unser Vorhaben geeigneter Zugang zur Quantenphysik wird in (End06 S. 13-95) verständlich und nachvollziehbar entwickelt und soll hier kurz skizziert werden.
Erich Boeck
Kapitel 6. Folgerungen für die spezielle Relativitätstheorie
Zusammenfassung
Wenn die physikalischen Begriffe der Elektrodynamik darauf reduziert werden, was entsprechend der experimentellen Erfahrungen und deren theoretischen Beschreibung wirklich gesichert ist (vergleiche Kapitel 4.4), können diese Begriffe auch für die spezielle Relativitätstheorie nur noch diese Bedeutung haben. Folgerichtig konnte und musste diese Betrachtungsweise mit ihrer Vorstellung bis zum Tensorkalkül und der vierdimensionalen Raumzeit konsistent bleiben und durfte (wie in 3.11 gezeigt) keine Widersprüche ergeben.
Erich Boeck
Kapitel 7. Anlagen
Zusammenfassung
Zum Auffinden eines Relativitätsprinzips aus den axiomatischen Forderungen AF1 bis AF4 soll von folgenden Voraussetzungen ausgegangen werden.
Erich Boeck
Backmatter
Metadaten
Titel
Theoretische Elektrotechnik und spezielle Relativitätstheorie
verfasst von
Erich Boeck
Copyright-Jahr
2023
Electronic ISBN
978-3-658-42138-0
Print ISBN
978-3-658-42137-3
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-42138-0

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    Bildnachweise