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Einführung in die Elektrotechnik
Grundlagen und Netzwerke
Heinrich Frohne

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Produktbeschreibung

Die drei Bände der Skripten "Einführung in die Elektro­ technik" fassen das für das Fachstudium der Elektrotechnik notwendige Präsenzwissen zusammen. Sie beziehen sich auf den Stoff der ersten Semester vor dem Vorexamen und sind so abgefaßt, daß sie mit Kenntnissen in der Infinitesimal­ und Vektorrechnung im Selbststudium durchgearbeitet werden können. Letzteres erschien besonders wichtig, damit - auf­ bauend auf ein während des studiums selbsterarbeitetes Grundwissen - in den Vorlesungen stärker auf die Anwendung der Grundlagen, ihre Einordnung in übergeordnete Betrach­ tungsweisen und nicht zuletzt auf spezielle Verständnis­ schwierigkeiten eingegangen werden kann. Durch Herausstellen von Lehrsätzen und Arbeitsanweisungen sowie eine übersichtliche, detaillierte Gliederung soll erreicht werden, daß die vorliegenden Skripten auch für das weitere Studium zum schnellen Nachschlagen genutzt werden können. Aus diesem Grunde wurde auf das Einfügen von Beispielen verzichtet, zumal diese in bestehenden Aufgabensammlungen in genügendem Umfang greifbar sind. Der hier vorliegende erste Band behandelt die allgemeinen Grundlagen. In knapper Form werden die Maßsysteme betrachtet mit dem Ziel, einen Einblick in ihre Entstehung und ihren Zusammenhang zu vermitteln, um das Studium der Literatur zu erleichtern. Daneben werden ausführlicher die Definitionen physikalischer Größen und Gleichungen behandelt, da mit deren konsequenter Anwendung bei der Einführung von Größen- - - gleichungen die verwirrende Vielfalt der für das Gebiet der Elektrotechnik eingeführten Maßsysteme ihre Bedeutung ver­ liert. Das Hauptanliegen des ersten Bandes ist es, die Definitionen der elektrischen Größen und deren Verknüpfungen, die Metho­ den zur Berechnung elektrischer Netzwerke sowie die Zweipol­ theorie für Gleichstrom zu erläutern.
1. Physikalische Größen und Gleichungen.- 1.1. Physikalische Größen.- 1.2. Funktioneller Zusammenhang zwischen physikalischen Größen (physikalische Gleichung).- 1.3. Dimensionen der Größen.- 1.4. Einheiten der Größen.- 1.5. Maß-, Dimensions- und Einheitensysteme.- 1.6. Übersicht über die wichtigsten Maß- und Einheitensysteme.- 1.6.1. Maßsysteme.- 1.6.2. Einheitensysteme.- 1.7. Arten und Charakter physikalischer Gleichungen.- 1.7.1. Größengleichungen.- 1.7.2. Zugeschnittene Größengleichung.- 1.7.3. Zahlenwertgleichung.- 2. Der elektrische Stromkreis.- 2.1. Allgemeine Erläuterungen.- 2.2. LadungsStrömung und Ladungsgeschwindigkeit.- 2.3. Stromdichte und Strom.- 2.3.1. Dimensionen und Einheiten von Strom und Ladung 6.- 2.3.2. Stromstärke und Ladungsgeschwindigkeit bei Elektronenströmung.- 2.4. Die Energiezustände in elektrischen Stromkreisen.- 2.4.1. Potential und Spannung.- 2.4.1.1. Elektrische Feldstärke.- 2.4.1.2. Dimension und Einheit der Spannung.- 2.4.2. Induzierte Spannung (EMK).- 2.4.3. Gleichgewichtszustände in elektrischen Stromkreisen (Spannungssatz).- 2.5. Der Zusammenhang zwischen Spannung und Strom.- 2.5.1. Driftgeschwindigkeit und elektrische Feldstärke.- 2.5.1.1. Stromdichte und elektrische Feldstärke.- 2.5.2. Elektrische Leitfähigkeit.- 2.5.3. Widerstand eines Leiters.- 2.5.4. Allgemeine Definition des elektrischen Widerstandes.- 2.5.4.1. Dimension und Einheit des elektrischen Widerstandes.- 2.6. Die elektrische Leistung.- 2.6.1. Dimensionen und Einheiten von Energie und Leistung.- 3. Methoden zur Berechnung elektrischer Kreise bei Gleichstrom.- 3.1. Ersatzschaltbilder.- 3.1.1. Serienschaltung von Widerständen.- 3.1.2. Parallelschaltung von Widerständen.- 3.2. Zählpfeile für Spannung und Strom.- 3.2.1. Verbraucherzählpfeilsystem (VZS).- 3.2.2. Erzeugerzählpfeilsystem (EZS).- 3.3. Anwendung der Kirchhoffsehen Sätze auf Netzwerke.- 3.3.1. Erster Kirchhoffscher Satz (Knotenpunktregel).- 3.3.2. Zweiter Kirchhoffscher Satz (Maschenregel).- 3.3.2.1. Darstellung der primär erzeugten Spannung (EMK) als allgemeine Spannung.- 3.4. Berechnung von Netzwerken.- 3.4.1. Allgemeine Regeln und Gang der Rechnung.- 3.4.2. Methoden zur Vereinfachung des Ersatzschaltbildes von Netzwerken.- 3.5. Der elektrische Zweipol.- 3.5.1. Der passive lineare Zweipol.- 3.5.2. Der aktive lineare Zweipol.- 3.5.3. Der allgemeine lineare Zweipol.- 3.5.3.1. Ersatzspannungsquelle.- 3.5.3.2. Ersatzstromquelle.- 3.5.3.3. Der Unterschied zwischen Ersatzspannungs- und Ersatzstromquelle.- 3.5.4. Der allgemeine Ersatzzweipol eines Netzwerkes.- 3.5.5. Umwandlung eines Netzwerkes.- 3.5.6. Zusammenschaltung eines aktiven und passiven Zweipols.- 3.5.6.1. Klemmenspannung und Klemmenstrom bei Belastung.- 3.5.6.2. Die übertragene Leistung und der Wirkungsgrad.
Die drei Bände der Skripten "Einführung in die Elektro technik" fassen das für das Fachstudium der Elektrotechnik notwendige Präsenzwissen zusammen. Sie beziehen sich auf den Stoff der ersten Semester vor dem Vorexamen und sind so abgefaßt, daß sie mit Kenntnissen in der Infinitesimal und Vektorrechnung im Selbststudium durchgearbeitet werden können. Letzteres erschien besonders wichtig, damit - auf bauend auf ein während des studiums selbsterarbeitetes Grundwissen - in den Vorlesungen stärker auf die Anwendung der Grundlagen, ihre Einordnung in übergeordnete Betrach tungsweisen und nicht zuletzt auf spezielle Verständnis schwierigkeiten eingegangen werden kann. Durch Herausstellen von Lehrsätzen und Arbeitsanweisungen sowie eine übersichtliche, detaillierte Gliederung soll erreicht werden, daß die vorliegenden Skripten auch für das weitere Studium zum schnellen Nachschlagen genutzt werden können. Aus diesem Grunde wurde auf das Einfügen von Beispielen verzichtet, zumal diese in bestehenden Aufgabensammlungen in genügendem Umfang greifbar sind. Der hier vorliegende erste Band behandelt die allgemeinen Grundlagen. In knapper Form werden die Maßsysteme betrachtet mit dem Ziel, einen Einblick in ihre Entstehung und ihren Zusammenhang zu vermitteln, um das Studium der Literatur zu erleichtern. Daneben werden ausführlicher die Definitionen physikalischer Größen und Gleichungen behandelt, da mit deren konsequenter Anwendung bei der Einführung von Größen- - - gleichungen die verwirrende Vielfalt der für das Gebiet der Elektrotechnik eingeführten Maßsysteme ihre Bedeutung ver liert. Das Hauptanliegen des ersten Bandes ist es, die Definitionen der elektrischen Größen und deren Verknüpfungen, die Metho den zur Berechnung elektrischer Netzwerke sowie die Zweipol theorie für Gleichstrom zu erläutern.
1. Physikalische Größen und Gleichungen.- 1.1. Physikalische Größen.- 1.2. Funktioneller Zusammenhang zwischen physikalischen Größen (physikalische Gleichung).- 1.3. Dimensionen der Größen.- 1.4. Einheiten der Größen.- 1.5. Maß-, Dimensions- und Einheitensysteme.- 1.6. Übersicht über die wichtigsten Maß- und Einheitensysteme.- 1.6.1. Maßsysteme.- 1.6.2. Einheitensysteme.- 1.7. Arten und Charakter physikalischer Gleichungen.- 1.7.1. Größengleichungen.- 1.7.2. Zugeschnittene Größengleichung.- 1.7.3. Zahlenwertgleichung.- 2. Der elektrische Stromkreis.- 2.1. Allgemeine Erläuterungen.- 2.2. LadungsStrömung und Ladungsgeschwindigkeit.- 2.3. Stromdichte und Strom.- 2.3.1. Dimensionen und Einheiten von Strom und Ladung 6.- 2.3.2. Stromstärke und Ladungsgeschwindigkeit bei Elektronenströmung.- 2.4. Die Energiezustände in elektrischen Stromkreisen.- 2.4.1. Potential und Spannung.- 2.4.1.1. Elektrische Feldstärke.- 2.4.1.2. Dimension und Einheit der Spannung.- 2.4.2. Induzierte Spannung (EMK).- 2.4.3. Gleichgewichtszustände in elektrischen Stromkreisen (Spannungssatz).- 2.5. Der Zusammenhang zwischen Spannung und Strom.- 2.5.1. Driftgeschwindigkeit und elektrische Feldstärke.- 2.5.1.1. Stromdichte und elektrische Feldstärke.- 2.5.2. Elektrische Leitfähigkeit.- 2.5.3. Widerstand eines Leiters.- 2.5.4. Allgemeine Definition des elektrischen Widerstandes.- 2.5.4.1. Dimension und Einheit des elektrischen Widerstandes.- 2.6. Die elektrische Leistung.- 2.6.1. Dimensionen und Einheiten von Energie und Leistung.- 3. Methoden zur Berechnung elektrischer Kreise bei Gleichstrom.- 3.1. Ersatzschaltbilder.- 3.1.1. Serienschaltung von Widerständen.- 3.1.2. Parallelschaltung von Widerständen.- 3.2. Zählpfeile für Spannung und Strom.- 3.2.1. Verbraucherzählpfeilsystem (VZS).- 3.2.2. Erzeugerzählpfeilsystem (EZS).- 3.3. Anwendung der Kirchhoffsehen Sätze auf Netzwerke.- 3.3.1. Erster Kirchhoffscher Satz (Knotenpunktregel).- 3.3.2. Zweiter Kirchhoffscher Satz (Maschenregel).- 3.3.2.1. Darstellung der primär erzeugten Spannung (EMK) als allgemeine Spannung.- 3.4. Berechnung von Netzwerken.- 3.4.1. Allgemeine Regeln und Gang der Rechnung.- 3.4.2. Methoden zur Vereinfachung des Ersatzschaltbildes von Netzwerken.- 3.5. Der elektrische Zweipol.- 3.5.1. Der passive lineare Zweipol.- 3.5.2. Der aktive lineare Zweipol.- 3.5.3. Der allgemeine lineare Zweipol.- 3.5.3.1. Ersatzspannungsquelle.- 3.5.3.2. Ersatzstromquelle.- 3.5.3.3. Der Unterschied zwischen Ersatzspannungs- und Ersatzstromquelle.- 3.5.4. Der allgemeine Ersatzzweipol eines Netzwerkes.- 3.5.5. Umwandlung eines Netzwerkes.- 3.5.6. Zusammenschaltung eines aktiven und passiven Zweipols.- 3.5.6.1. Klemmenspannung und Klemmenstrom bei Belastung.- 3.5.6.2. Die übertragene Leistung und der Wirkungsgrad.
Prof. Dr.-Ing. Heinrich Frohne lehrte an der Universität Hannover.

Inhaltsverzeichnis



1. Physikalische Größen und Gleichungen.- 1.1. Physikalische Größen.- 1.2. Funktioneller Zusammenhang zwischen physikalischen Größen (physikalische Gleichung).- 1.3. Dimensionen der Größen.- 1.4. Einheiten der Größen.- 1.5. Maß-, Dimensions- und Einheitensysteme.- 1.6. Übersicht über die wichtigsten Maß- und Einheitensysteme.- 1.6.1. Maßsysteme.- 1.6.2. Einheitensysteme.- 1.7. Arten und Charakter physikalischer Gleichungen.- 1.7.1. Größengleichungen.- 1.7.2. Zugeschnittene Größengleichung.- 1.7.3. Zahlenwertgleichung.- 2. Der elektrische Stromkreis.- 2.1. Allgemeine Erläuterungen.- 2.2. LadungsStrömung und Ladungsgeschwindigkeit.- 2.3. Stromdichte und Strom.- 2.3.1. Dimensionen und Einheiten von Strom und Ladung 6.- 2.3.2. Stromstärke und Ladungsgeschwindigkeit bei Elektronenströmung.- 2.4. Die Energiezustände in elektrischen Stromkreisen.- 2.4.1. Potential und Spannung.- 2.4.1.1. Elektrische Feldstärke.- 2.4.1.2. Dimension und Einheit der Spannung.- 2.4.2. Induzierte Spannung (EMK).- 2.4.3. Gleichgewichtszustände in elektrischen Stromkreisen (Spannungssatz).- 2.5. Der Zusammenhang zwischen Spannung und Strom.- 2.5.1. Driftgeschwindigkeit und elektrische Feldstärke.- 2.5.1.1. Stromdichte und elektrische Feldstärke.- 2.5.2. Elektrische Leitfähigkeit.- 2.5.3. Widerstand eines Leiters.- 2.5.4. Allgemeine Definition des elektrischen Widerstandes.- 2.5.4.1. Dimension und Einheit des elektrischen Widerstandes.- 2.6. Die elektrische Leistung.- 2.6.1. Dimensionen und Einheiten von Energie und Leistung.- 3. Methoden zur Berechnung elektrischer Kreise bei Gleichstrom.- 3.1. Ersatzschaltbilder.- 3.1.1. Serienschaltung von Widerständen.- 3.1.2. Parallelschaltung von Widerständen.- 3.2. Zählpfeile für Spannung und Strom.- 3.2.1. Verbraucherzählpfeilsystem (VZS).- 3.2.2. Erzeugerzählpfeilsystem (EZS).- 3.3. Anwendung der Kirchhoffsehen Sätze auf Netzwerke.- 3.3.1. Erster Kirchhoffscher Satz (Knotenpunktregel).- 3.3.2. Zweiter Kirchhoffscher Satz (Maschenregel).- 3.3.2.1. Darstellung der primär erzeugten Spannung (EMK) als allgemeine Spannung.- 3.4. Berechnung von Netzwerken.- 3.4.1. Allgemeine Regeln und Gang der Rechnung.- 3.4.2. Methoden zur Vereinfachung des Ersatzschaltbildes von Netzwerken.- 3.5. Der elektrische Zweipol.- 3.5.1. Der passive lineare Zweipol.- 3.5.2. Der aktive lineare Zweipol.- 3.5.3. Der allgemeine lineare Zweipol.- 3.5.3.1. Ersatzspannungsquelle.- 3.5.3.2. Ersatzstromquelle.- 3.5.3.3. Der Unterschied zwischen Ersatzspannungs- und Ersatzstromquelle.- 3.5.4. Der allgemeine Ersatzzweipol eines Netzwerkes.- 3.5.5. Umwandlung eines Netzwerkes.- 3.5.6. Zusammenschaltung eines aktiven und passiven Zweipols.- 3.5.6.1. Klemmenspannung und Klemmenstrom bei Belastung.- 3.5.6.2. Die übertragene Leistung und der Wirkungsgrad.


Klappentext



Die drei Bände der Skripten "Einführung in die Elektro­ technik" fassen das für das Fachstudium der Elektrotechnik notwendige Präsenzwissen zusammen. Sie beziehen sich auf den Stoff der ersten Semester vor dem Vorexamen und sind so abgefaßt, daß sie mit Kenntnissen in der Infinitesimal­ und Vektorrechnung im Selbststudium durchgearbeitet werden können. Letzteres erschien besonders wichtig, damit - auf­ bauend auf ein während des studiums selbsterarbeitetes Grundwissen - in den Vorlesungen stärker auf die Anwendung der Grundlagen, ihre Einordnung in übergeordnete Betrach­ tungsweisen und nicht zuletzt auf spezielle Verständnis­ schwierigkeiten eingegangen werden kann. Durch Herausstellen von Lehrsätzen und Arbeitsanweisungen sowie eine übersichtliche, detaillierte Gliederung soll erreicht werden, daß die vorliegenden Skripten auch für das weitere Studium zum schnellen Nachschlagen genutzt werden können. Aus diesem Grunde wurde auf das Einfügen von Beispielen verzichtet, zumal diese in bestehenden Aufgabensammlungen in genügendem Umfang greifbar sind. Der hier vorliegende erste Band behandelt die allgemeinen Grundlagen. In knapper Form werden die Maßsysteme betrachtet mit dem Ziel, einen Einblick in ihre Entstehung und ihren Zusammenhang zu vermitteln, um das Studium der Literatur zu erleichtern. Daneben werden ausführlicher die Definitionen physikalischer Größen und Gleichungen behandelt, da mit deren konsequenter Anwendung bei der Einführung von Größen- - - gleichungen die verwirrende Vielfalt der für das Gebiet der Elektrotechnik eingeführten Maßsysteme ihre Bedeutung ver­ liert. Das Hauptanliegen des ersten Bandes ist es, die Definitionen der elektrischen Größen und deren Verknüpfungen, die Metho­ den zur Berechnung elektrischer Netzwerke sowie die Zweipol­ theorie für Gleichstrom zu erläutern.


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