Elektrotechnik und Elektronik: Für Maschinenbauer und Verfahrenstechniker (German Edition)

Beginnend mit elektrischen und magnetischen Feldern führt dieses Lehrbuch über die Berechnung von Gleich- und Wechselstromkreisen zu den Anwendungen: Elektronik, Elektrische Maschinen und Antriebe, Elektrische Energieversorgung und Elektrische Messtechnik. Neben einer anschaulichen Darstellung der Grundlagen liegt der Schwerpunkt auf den Anwendungen. In der aktuellen Auflage wurden im Kapitel über elektrische Maschinen die Darstellung der Drehfeldentstehung verbessert und die neueren Entwicklungen bei den Permanentsynchronmotoren berücksichtigt. An einigen Stellen des Buches wurden die Texte präzisiert und gestrafft und es wurde die Aussagekraft von Bildern erhöht. Außerdem sind die statistischen Angaben und das Literaturverzeichnis auf den neuesten Stand gebracht worden. Vorwort zur 7. Auflage 6 Vorwort zur 1. Auflage 7 Zusammenstellung der Formelzeichen 9 Inhaltsverzeichnis 12 Teil A Grundlagen der Elektrotechnik 18 1 Das elektrische Feld 19 1.1 Feldbegriff. Darstellung von Feldern 19 1.2 Das stationäre elektrische Strömungsfeld 20 1.3 Das elektrostatische Feld 40 1.4 Übungsaufgaben 49 2 Das magnetische Feld 52 2.1 Magnetische Erscheinungen 52 2.2 Magnetische Kenngrößen 55 2.3 Das Durchflutungsgesetz 60 2.4 Materie im Magnetfeld 65 2.5 Das Induktionsgesetz 72 2.6 Selbst- und Gegeninduktion 81 2.7 Energie und Kräfte im magnetischen Feld 86 2.8 Übungsaufgaben 90 3 Berechnung von Stromkreisen bei Gleichstrom 95 3.1 Der unverzweigte Gleichstromkreis 95 3.2 Der verzweigte Gleichstromkreis 106 3.3 Übungsaufgaben 120 4 Berechnung von Stromkreisen bei Wechselstrom 124 4.1 Erzeugung von Wechselstrom. Bestimmungsgrößen 124 4.2 Kenngrößen 126 4.3 Darstellung sinusförmiger elektrischer Größen im Zeigerdiagramm 130 4.4 Spannungs- und Stromzeiger bei den Grundschaltelementen 131 4.5 Zeigerdiagramme bei gemischten Wechselstromschaltungen 133 4.6 Die komplexe Darstellung von Zeigern 137 4.7 Komplexe Zeiger der Grundschaltelemente 139 4.8 Komplexer Widerstand und komplexer Leitwert 142 4.9 Wirk- und Blindkomponenten von Spannung und Strom 150 4.10 Wechselstromleistung 151 4.11 Drehstrom (Dreiphasenwechselstrom) 157 4.12 Übungsaufgaben 167 5 Ausgleichsvorgänge in Stromkreisen 173 5.1 Die Schaltgesetze 174 5.2 Aufladung eines Kondensators 175 5.3 Kurzschluss einer stromdurchflossenen Spule 178 5.4 Schlussbemerkungen 179 5.5 Übungsaufgaben 180 6 Mechanismen der Stromleitung 181 6.1 Stromleitung im Vakuum 181 6.2 Stromleitung in Gasen 184 6.3 Stromleitung in Flüssigkeiten 187 6.4 Stromleitung in Festkörpern 195 6.5 Übungsaufgaben 208 Literatur 210 Teil B Anwendungen der Elektrotechnik 211 7 Elektronik 212 7.1 Einleitende Bemerkungen 212 7.2 Elektronische Bauelemente 213 7.3 Leistungselektronik 251 7.4 Informationselektronik 271 7.5 Mikroelektronik 290 7.6 Übungsaufgaben 311 Literatur 316 8 Elektrische Maschinen und Antriebe 317 8.1 Einleitung 317 8.2 Die Gleichstrommaschine 318 8.3 Der Transformator 332 8.4 Rotierende Drehstrommaschinen 352 8.5 Elektrische Antriebstechnik 380 8.6 Übungsaufgaben 397 Literatur 401 9 Elektrische Energieversorgung 402 9.1 Einleitung 402 9.2 Überblick zu Kraftwerken 403 9.3 Einsatzstrategien von Kraftwerken 406 9.4 Elektrotechnische Komponenten eines Kraftwerkes 407 9.5 Übertragungssysteme für elektrische Energie 412 9.6 Drehstromnetze 413 9.7 Schaltanlagen 433 9.8 Personenschutz in Niederspannungsnetzen 443 9.9 Übungsaufgaben 448 Literatur 450 10 Elektrische Messtechnik 451 10.1 Einleitung 451 10.2 Grundlegende Begriffe der elektrischen Messtechnik 451 10.3 Elektrische Messwerke 455 10.4 Messgeräte 459 10.5 Messverfahren für elektrische Größen 470 10.6 Elektrische Messung nichtelektrischer Größen 476 10.7 Messtechnik mit dem PC 484 10.8 Störbeeinflussung von Messkreisen 496 10.9 Elektromagnetische Verträglichkeit 498 10.10 Übungsaufgaben 499 Literatur 502 Lösungen der Übungsaufgaben 503 Sachverzeichnis 531 Beginnend mit elektrischen und magnetischen Feldern führt dieses Lehrbuch über die Berechnung von Gleich- und Wechselstromkreisen zu den Anwendungen: Elektronik, Elektrische Maschinen und Antriebe, Elektrische Energieversorgung und Elektrische Messtechnik. Neben einer anschaulichen Darstellung der Grundlagen liegt der Schwerpunkt auf den Anwendungen. In der aktuellen Auflage wurden im Kapitel über elektrische Maschinen die Darstellung der Drehfeldentstehung verbessert und die neueren Entwicklungen bei den Permanentsynchronmotoren berücksichtigt. An einigen Stellen des Buches wurden die Texte präzisiert und gestrafft und es wurde die Aussagekraft von Bildern erhöht. Außerdem sind die statistischen Angaben und das Literaturverzeichnis auf den neuesten Stand gebracht worden. Der Inhalt Teil A Grundlagen: Das elektrische Feld - Das magnetische Feld - Berechnung von Stromkreisen bei Gleichstrom - Berechnung von Stromkreisen bei Wechselstrom - Ausgleichsvorgänge in Stromkreisen - Mechanismen der Stromleitung Teil B Anwendungen: Elektronik - Elektrische Maschinen und Antriebe - Elektrische Energieversorgung unter besonderer Berücksichtigung der erneuerbaren Energien - Elektrische Messtechnik mit der Anwendung von Personalcomputern Die Zielgruppen Studierende des Maschinenbaus, der Verfahrenstechnik und ähnlicher Fachgebiete an Fachhochschulen und Universitäten und in der Praxis tätige Ingenieure. Der Autor Prof. Dr.-Ing. Rudolf Busch lehrte nach fast 20-jähriger Tätigkeit in der Industrie an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und an der Universität Essen, wo er das Fachgebiet Elektrotechnik leitete Front Matter....Pages I-XX Front Matter....Pages 1-1 Das elektrische Feld....Pages 3-35 Das magnetische Feld....Pages 37-79 Berechnung von Stromkreisen bei Gleichstrom....Pages 81-109 Berechnung von Stromkreisen bei Wechselstrom....Pages 111-159 Ausgleichsvorgänge in Stromkreisen....Pages 161-168 Mechanismen der Stromleitung....Pages 169-197 Back Matter....Pages 199-199 Front Matter....Pages 201-201 Elektronik....Pages 203-307 Elektrische Maschinen und Antriebe....Pages 309-393 Elektrische Energieversorgung....Pages 395-443 Elektrische Messtechnik....Pages 445-496 Back Matter....Pages 497-536 Beginnend mit elektrischen und magnetischen Feldern fuhrt dieses Lehrbuch uber die Berechnung von Gleich- und Wechselstromkreisen zu den Anwendungen: Elektronik, Elektrische Maschinen und Antriebe, Elektrische Energieversorgung und Elektrische Messtechnik.