Grundkurs Theoretische Elektrotechnik: Q, E und B begründen alles (German Edition)

Dieses für die zweite Auflage gründlich überarbeitete Buch erklärt, warum es verschiedene Varianten der Maxwell’schen Gleichungen gibt und was genau die physikalische Bedeutung der in ihnen vorkommenden Größen ist. Gezeigt wird ferner, wie sich die Bestimmungsgleichungen für statische elektrische und magnetische Potenziale aus den Maxwell’schen Gleichungen ergeben. Dabei ist die Rolle der dem Feld ausgesetzter Materie immer von Anfang an integraler Bestandteil der Diskussion. Multipolentwicklungen werden begründet und hergeleitet. Ferner wird dargelegt, welches Vereinfachungspotenzial in der Formulierung der dynamischen Theorie als Eichfeldtheorie liegt. Die Gesetze der Optik werden aus denen der Elektrodynamik hergeleitet. Für quasi-stationäre Rechnungen werden Begründungen geliefert, Grenzen formuliert und technische Beispiele und Gegenbeispiele gezeigt. Am Schluss wird auf weiterführende Literatur hingewiesen. Vorwort Dank Inhaltsverzeichnis 1 Einführung: Die klassische Elektrodynamik in der modernen Welt 1.1 Wovon dieses Buch handelt: Ladung und Felder 1.2 Einige Ergebnisse aus der Grundlagenforschung 1.3 Die grundlegenden Annahmen der Elektrodynamik 1.4 Kontrollfragen und Aufgaben zum 1. Kapitel 1.5 Antworten und Lösungen zum 1. Kapitel Literaturverzeichnis 2 Ladung und Strom 2.1 Strom und die Erhaltung der Ladung 2.2 Strom und das Ohm'sche Gesetz 2.3 Kontrollfragen und Aufgaben zum 2. Kapitel 2.4 Antworten und Lösungen zum 2. Kapitel Literaturverzeichnis 3 Die Maxwell'schen Gleichungen 3.1 Die Maxwell'schen Gleichungen in differenzieller Form 3.2 Felder in Materie 3.3 Die integralen Feldgleichungen 3.4 Brechung von Feldlinien 3.5 Kontrollfragen und Aufgaben zum 3. Kapitel 3.6 Antworten und Lösungen zum 3. Kapitel Literaturverzeichnis 4 Erster Spezialfall: statische elektrische Felder 4.1 Energie und Potenzial 4.2 Feldberechnung mittels Gauß- und Coulomb-Integralen 4.3 Die Gleichungen von Laplace und Poisson 4.4 Strategien zur Potenzialberechnung 4.5 Elektrische Multipole 4.6 Kapazitäten 4.7 Kontrollfragen und Aufgaben zum 4. Kapitel 4.8 Antworten und Lösungen zum 4. Kapitel Literaturverzeichnis 5 Zweiter Spezialfall: statische Magnetfelder 5.1 Energien im Magnetfeld 5.2 Das Vektorpotenzial und die Poisson-Gleichung 5.3 Das Gesetz von Biot und Savart 5.4 Kräfte im Magnetfeld 5.5 Magnetische Multipole 5.6 Induktivitäten 5.7 Magnetkreise 5.8 Kontrollfragen und Aufgaben zum 5. Kapitel 5.9 Antworten und Lösungen zum 5. Kapitel Literaturverzeichnis 6 Einige Eigenschaften zeitabhängiger Felder 6.1 Elektrodynamik als Eichfeldtheorie 6.2 Wellen an Materialgrenzen: die Begründung der Optik 6.3 Energieerhaltung und der Satz von Poynting 6.4 Vereinfachungen für sich langsam verändernde Felder 6.5 Stationäre Leitungstheorie 6.6 Kontrollfragen und Aufgaben zum 6. Kapitel 6.7 Antworten und Lösungen zum 6. Kapitel Literaturverzeichnis 7 Ausblick Literaturverzeichnis Stichwortverzeichnis