Elektrotechnik fur Ingenieure - Formelsammlung: Elektrotechnik kompakt, 3. Auflage

3834803014......Page 1 Elektrotechnik für Ingenieure – Formelsammlung......Page 3 Vorwort......Page 5 Inhaltsverzeichnis......Page 6 Formelzeichen physikalischer Größen......Page 10 von den Basiseinheiten abgeleitete Einheit......Page 14 1 Physikalische Grundbegriffe der Elektrotechnik......Page 15 2.1.1 Der Grundstromkreis......Page 18 2.1.4 Anwendungen der Reihenschaltung von Widerständen......Page 20 2.2.2 Die Knotenpunktregel ......Page 21 2.2.4 Anwendungen der Parallelschaltung von Widerständen......Page 22 2.2.5 Ersatzspannungsquelle und Ersatzstromquelle......Page 23 2.2.6 Die Parallelschaltung von Spannungsquellen......Page 25 2.2.7 Messung von Widerständen......Page 26 2.2.8 Der belastete Spannungsteiler......Page 27 2.2.9 Kompensationsschaltungen......Page 28 2.2.10 Umwandlung einer Dreieckschaltung in eine Sternschaltung undumgekehrt......Page 29 2.3.1 Netzwerkberechnung mit Hilfe der Kirchhoffschen Sätze......Page 30 2.3.2 Netzwerkberechnung mit Hilfe des Überlagerungssatzes......Page 31 2.3.3 Netzwerkberechnung mit Hilfe der Zweipoltheorie......Page 32 2.3.4 Netzwerkberechnung nach dem Maschenstromverfahren......Page 35 2.3.5 Netzwerkberechnung nach dem Knotenspannungsverfahren......Page 36 2.4.3 Messung der elektrischen Energie und Leistung......Page 37 2.4.4 Wirkungsgrad in Stromkreisen......Page 39 2.4.5 Anpassung......Page 40 3.1 Der Begriff des Feldes......Page 41 3.2.2 Elektrischer Strom und elektrische Stromdichte......Page 43 3.2.3 Elektrische Spannung und elektrische Feldstärke, elektrischer Widerstandund spezifischer Widerstand......Page 45 3.3.2 Verschiebungsfluss und Verschiebungsflussdichte......Page 47 3.3.3 Elektrische Spannung und elektrische Feldstärke, Kapazität undPermittivität......Page 49 3.3.4 Verschiebestrom – Strom im Kondensator......Page 55 3.3.5 Energie und Kräfte des elektrostatischen Feldes......Page 56 3.3.6 Das Verhalten des elektrostatischen Feldes an der Grenze zwischen Stoffenverschiedener Dielektrizitätskonstanten......Page 57 3.4.2 Magnetischer Fluss und magnetische Flussdichte......Page 58 3.4.3 Durchflutung, magnetische Spannung und magnetische Feldstärke(magnetische Erregung), magnetischer Widerstand und Permeabilität......Page 61 3.4.4 Das Verhalten des magnetischen Feldes an der Grenze zwischen Stoffenverschiedener Permeabilitäten......Page 67 3.4.5.1 Berechnung geschlossener magnetischer Kreise......Page 68 3.4.5.2 Berechnung des nichteisengeschlossenen magnetischen Kreises einerDoppelleitung und mehrerer paralleler Leiter......Page 74 3.4.5.3 Berechnung magnetischer Kreise mit Dauermagneten......Page 75 3.4.6.1 Bewegte Leiter in einem zeitlich konstanten Magnetfeld – Bewegungsinduktion......Page 77 3.4.6.2 Zeitlich veränderliches Magnetfeld und ruhende Leiter – Ruheinduktion......Page 81 3.4.7.1 Die Selbstinduktion......Page 84 3.4.7.2 Die Gegeninduktion......Page 87 3.4.7.3 Haupt- und Streuinduktivitäten, Kopplungs- und Streufaktoren......Page 95 3.4.8 Magnetische Energie und magnetische Kräfte......Page 96 4.1 Wechselgrößen und sinusförmige Wechselgrößen......Page 98 4.2 Berechnung von sinusförmigen Wechselgrößen mit Hilfeder komplexen Rechnung......Page 100 4.3 Wechselstromwiderstände und Wechselstromleitwerte......Page 105 4.4 Praktische Berechnung von Wechselstromnetzen......Page 115 4.5.1 Die Reihenschaltung von Wechselstromwiderständen –die Reihen- oder Spannungsresonanz......Page 116 4.5.2 Die Parallelschaltung von Wechselstromwiderständen –die Parallel- oder Stromresonanz......Page 121 4.6.1 Schaltungen für eine Phasenverschiebung von 90° zwischen Strom undSpannung......Page 126 4.6.3 Wechselstrom-Messbrückenschaltungen......Page 127 4.7.1 Augenblicksleistung, Wirkleistung, Blindleistung, Scheinleistung undkomplexe Leistung......Page 130 4.7.2 Die Messung der Wechselstromleistung......Page 134 4.7.3 Verbesserung des Leistungsfaktors – Blindleistungskompensation......Page 136 4.7.4 Wirkungsgrad und Anpassung......Page 137 5.1 Begriff der Ortskurve......Page 138 5.3 Ortskurve „Kreis durch den Nullpunkt“......Page 139 5.5 Ortskurven höherer Ordnung......Page 140 6.2 Transformatorgleichungen und Zeigerbild......Page 141 6.3 Ersatzschaltbilder mit galvanischer Kopplung......Page 144 6.4 Messung der Ersatzschaltbildgrößen des Transformators......Page 146 6.5 Frequenzabhängigkeit der Spannungsübersetzung einesTransformators......Page 148 7.1 Die m-Phasensysteme......Page 149 7.2 Symmetrische verkettete Dreiphasensysteme......Page 150 7.3 Unsymmetrische verkettete Dreiphasensysteme......Page 152 7.4 Messung der Leistungen des Dreiphasensystems......Page 157 8.1 Grundlagen für die Behandlung von Ausgleichsvorgängen......Page 158 8.2 Berechnung von Ausgleichsvorgängendurch Lösung von Differentialgleichungen......Page 159 8.3.1 Grundlagen für die Behandlung der Ausgleichsvorgängemittels Laplace-Transformation......Page 164 8.3.2 Lösungsmethoden für die Berechnung von Ausgleichsvorgängen......Page 167 9.1 Fourierreihenentwicklung von analytisch gegebenennichtsinusförmigen periodischen Wechselgrößen......Page 177 9.2 Reihenentwicklungvon in diskreten Punkten vorgegebenennichtsinusförmigen periodischen Funktionen......Page 184 9.3 Anwendungen der Fourierreihe......Page 190 9.5 Transformation von nichtsinusförmigen nichtperiodischenGrößen durch das Fourierintegral......Page 192 10.2 Vierpolgleichungen, Vierpolparameter undErsatzschaltungen......Page 194 10.3 Vierpolparameter passiver Vierpole......Page 199 10.4 Betriebskenngrößen von Vierpolen......Page 202 10.5 Leistungsverstärkung und Dämpfung......Page 204 10.6 Spezielle Vierpole......Page 205 10.7.1 Grundsätzliches über Vierpolzusammenschaltungen......Page 206 10.7.2 Die Parallel-Parallel-Schaltung zweier Vierpole......Page 207 10.7.3 Die Reihen-Reihen-Schaltung zweier Vierpole......Page 208 10.7.4 Die Reihen-Parallel-Schaltung zweier Vierpole......Page 209 10.7.5 Die Parallel-Reihen-Schaltung zweier Vierpole......Page 211 10.7.6 Die Ketten-Schaltung zweier Vierpole......Page 212 10.8 Die Umrechnung von Vierpolparametern von Dreipolen......Page 213 10.9 Die Wellenparameter passiver Vierpole......Page 214 E......Page 215 M......Page 216 S......Page 217 Z......Page 218 Vieweg+Teubner Verlag 3834803014 1 Elektrotechnik für Ingenieure – Formelsammlung 3 Vorwort 5 Inhaltsverzeichnis 6 Schreibweisen, Formelzeichen und Einheiten 10 Schreibweise physikalischer Größen und ihrer Abbildungen 10 Schreibweise von Zehnerpotenzen 10 Formelzeichen physikalischer Größen 10 Einheiten des SI-Systems (Système International d’Unités) 14 Basiseinheit 14 von den Basiseinheiten abgeleitete Einheit 14 1 Physikalische Grundbegriffe der Elektrotechnik 15 2 Gleichstromtechnik 18 2.1 Der unverzweigte Stromkreis 18 2.1.1 Der Grundstromkreis 18 2.1.2 Zählpfeilsysteme 20 2.1.3 Die Reihenschaltung von Widerständen 20 2.1.4 Anwendungen der Reihenschaltung von Widerständen 20 2.1.5 Die Reihenschaltung von Spannungsquellen 21 2.2 Der verzweigte Stromkreis 21 2.2.1 Die Maschenregel 21 2.2.2 Die Knotenpunktregel 21 2.2.3 Die Parallelschaltung von Widerständen 22 2.2.4 Anwendungen der Parallelschaltung von Widerständen 22 2.2.5 Ersatzspannungsquelle und Ersatzstromquelle 23 2.2.6 Die Parallelschaltung von Spannungsquellen 25 2.2.7 Messung von Widerständen 26 2.2.8 Der belastete Spannungsteiler 27 2.2.9 Kompensationsschaltungen 28 2.2.10 Umwandlung einer Dreieckschaltung in eine Sternschaltung undumgekehrt 29 2.3 Verfahren zur Netzwerkberechnung 30 2.3.1 Netzwerkberechnung mit Hilfe der Kirchhoffschen Sätze 30 2.3.2 Netzwerkberechnung mit Hilfe des Überlagerungssatzes 31 2.3.3 Netzwerkberechnung mit Hilfe der Zweipoltheorie 32 2.3.4 Netzwerkberechnung nach dem Maschenstromverfahren 35 2.3.5 Netzwerkberechnung nach dem Knotenspannungsverfahren 36 2.4 Elektrische Energie und elektrische Leistung 37 2.4.1 Energie und Leistung 37 2.4.2 Energieumwandlungen 37 2.4.3 Messung der elektrischen Energie und Leistung 37 2.4.4 Wirkungsgrad in Stromkreisen 39 2.4.5 Anpassung 40 3 Das elektromagnetische Feld 41 3.1 Der Begriff des Feldes 41 3.2 Das elektrische Strömungsfeld 43 3.2.1 Wesen des elektrischen Strömungsfeldes 43 3.2.2 Elektrischer Strom und elektrische Stromdichte 43 3.2.3 Elektrische Spannung und elektrische Feldstärke, elektrischer Widerstandund spezifischer Widerstand 45 3.3 Das elektrostatische Feld 47 3.3.1 Wesen des elektrostatischen Feldes 47 3.3.2 Verschiebungsfluss und Verschiebungsflussdichte 47 3.3.3 Elektrische Spannung und elektrische Feldstärke, Kapazität undPermittivität 49 3.3.4 Verschiebestrom – Strom im Kondensator 55 3.3.5 Energie und Kräfte des elektrostatischen Feldes 56 3.3.6 Das Verhalten des elektrostatischen Feldes an der Grenze zwischen Stoffenverschiedener Dielektrizitätskonstanten 57 3.4 Das magnetische Feld 58 3.4.1 Wesen des magnetischen Feldes 58 3.4.2 Magnetischer Fluss und magnetische Flussdichte 58 3.4.3 Durchflutung, magnetische Spannung und magnetische Feldstärke(magnetische Erregung), magnetischer Widerstand und Permeabilität 61 3.4.4 Das Verhalten des magnetischen Feldes an der Grenze zwischen Stoffenverschiedener Permeabilitäten 67 3.4.5 Berechnung magnetischer Kreise 68 3.4.5.1 Berechnung geschlossener magnetischer Kreise 68 3.4.5.2 Berechnung des nichteisengeschlossenen magnetischen Kreises einerDoppelleitung und mehrerer paralleler Leiter 74 3.4.5.3 Berechnung magnetischer Kreise mit Dauermagneten 75 3.4.6 Elektromagnetische Spannungserzeugung – das Induktionsgesetz 77 3.4.6.1 Bewegte Leiter in einem zeitlich konstanten Magnetfeld – Bewegungsinduktion 77 3.4.6.2 Zeitlich veränderliches Magnetfeld und ruhende Leiter – Ruheinduktion 81 3.4.7 Selbstinduktion und Gegeninduktion 84 3.4.7.1 Die Selbstinduktion 84 3.4.7.2 Die Gegeninduktion 87 3.4.7.3 Haupt- und Streuinduktivitäten, Kopplungs- und Streufaktoren 95 3.4.8 Magnetische Energie und magnetische Kräfte 96 4 Wechselstromtechnik 98 4.1 Wechselgrößen und sinusförmige Wechselgrößen 98 4.2 Berechnung von sinusförmigen Wechselgrößen mit Hilfeder komplexen Rechnung 100 4.3 Wechselstromwiderstände und Wechselstromleitwerte 105 4.4 Praktische Berechnung von Wechselstromnetzen 115 4.5 Die Reihenschaltung und Parallelschaltung von ohmschenWiderständen, Induktivitäten und Kapazitäten 116 4.5.1 Die Reihenschaltung von Wechselstromwiderständen –die Reihen- oder Spannungsresonanz 116 4.5.2 Die Parallelschaltung von Wechselstromwiderständen –die Parallel- oder Stromresonanz 121 4.6 Spezielle Schaltungen der Wechselstromtechnik 126 4.6.1 Schaltungen für eine Phasenverschiebung von 90° zwischen Strom undSpannung 126 4.6.2 Schaltung zur automatischen Konstanthaltung des Wechselstroms –die Boucherot-Schaltung 127 4.6.3 Wechselstrom-Messbrückenschaltungen 127 4.7 Die Leistung im Wechselstromkreis 130 4.7.1 Augenblicksleistung, Wirkleistung, Blindleistung, Scheinleistung undkomplexe Leistung 130 4.7.2 Die Messung der Wechselstromleistung 134 4.7.3 Verbesserung des Leistungsfaktors – Blindleistungskompensation 136 4.7.4 Wirkungsgrad und Anpassung 137 5 Ortskurven 138 5.1 Begriff der Ortskurve 138 5.2 Ortskurve „Gerade“ 139 5.3 Ortskurve „Kreis durch den Nullpunkt“ 139 5.4 Ortskurve „Kreis in allgemeiner Lage“ 140 5.5 Ortskurven höherer Ordnung 140 6 Der Transformator 141 6.1 Übersicht über Transformatoren 141 6.2 Transformatorgleichungen und Zeigerbild 141 6.3 Ersatzschaltbilder mit galvanischer Kopplung 144 6.4 Messung der Ersatzschaltbildgrößen des Transformators 146 6.5 Frequenzabhängigkeit der Spannungsübersetzung einesTransformators 148 7 Mehrphasensysteme 149 7.1 Die m-Phasensysteme 149 7.2 Symmetrische verkettete Dreiphasensysteme 150 7.3 Unsymmetrische verkettete Dreiphasensysteme 152 7.4 Messung der Leistungen des Dreiphasensystems 157 8 Ausgleichsvorgänge in linearen Netzen 158 8.1 Grundlagen für die Behandlung von Ausgleichsvorgängen 158 8.2 Berechnung von Ausgleichsvorgängendurch Lösung von Differentialgleichungen 159 8.3 Berechnung von Ausgleichsvorgängen mit Hilfeder Laplace-Transformation 164 8.3.1 Grundlagen für die Behandlung der Ausgleichsvorgängemittels Laplace-Transformation 164 8.3.2 Lösungsmethoden für die Berechnung von Ausgleichsvorgängen 167 9 Fourieranalyse von nichtsinusförmigen periodischenWechselgrößen und nichtperiodischen Größen 177 9.1 Fourierreihenentwicklung von analytisch gegebenennichtsinusförmigen periodischen Wechselgrößen 177 9.2 Reihenentwicklungvon in diskreten Punkten vorgegebenennichtsinusförmigen periodischen Funktionen 184 9.3 Anwendungen der Fourierreihe 190 9.4 Die Darstellung nichtsinusförmiger periodischer Wechselgrößendurch komplexe Reihen 192 9.5 Transformation von nichtsinusförmigen nichtperiodischenGrößen durch das Fourierintegral 192 10 Vierpoltheorie 194 10.1 Grundlegende Zusammenhänge der Vierpoltheorie 194 10.2 Vierpolgleichungen, Vierpolparameter undErsatzschaltungen 194 10.3 Vierpolparameter passiver Vierpole 199 10.4 Betriebskenngrößen von Vierpolen 202 10.5 Leistungsverstärkung und Dämpfung 204 10.6 Spezielle Vierpole 205 10.7 Zusammenschalten zweier Vierpole 206 10.7.1 Grundsätzliches über Vierpolzusammenschaltungen 206 10.7.2 Die Parallel-Parallel-Schaltung zweier Vierpole 207 10.7.3 Die Reihen-Reihen-Schaltung zweier Vierpole 208 10.7.4 Die Reihen-Parallel-Schaltung zweier Vierpole 209 10.7.5 Die Parallel-Reihen-Schaltung zweier Vierpole 211 10.7.6 Die Ketten-Schaltung zweier Vierpole 212 10.8 Die Umrechnung von Vierpolparametern von Dreipolen 213 10.9 Die Wellenparameter passiver Vierpole 214 Sachwortverzeichnis 215 A 215 B 215 C 215 D 215 E 215 F 216 G 216 H 216 I 216 K 216 L 216 M 216 N 217 O 217 P 217 Q 217 R 217 S 217 T 218 U 218 V 218 W 218 Z 218 ISBN-13:,9783834803016 Es handelt sich um eine für die Klausuren- und Prüfungsvorbereitung sehr nützliche kompakte Zusammenstellung der Formeln, Beispiele, Lösungswege u.Ä. zu den wichtigsten Themen der klassischen Elektrotechnik. Es ist eine Ergänzung zum gleichnamigen, 3-bändigen Lehrbuch (ID 6/91, 37/91, inzwischen von 2007-2009 sehr unterschiedlich neu aufgelegt, hier aber nicht angezeigt). Die 2. Auflage der Formelsammlung wurde 2004 um ein Sachwort- und Formelverzeichnis (auf 4 Seiten) erweitert; dieser gegenüber ist die 3. - soweit ersichtlich - unverändert. Deswegen müssten die Vorauflagen nicht ausgetauscht werden; Erstanschaffung nur, wenn Studierende Leser sind; auch unabhängig von den Lehrbüchern möglich, wenn auch auf dessen Kapitel verwiesen wird. (3)