Elektrotechnik 2: Grundlagenlehrbuch Netzwerke

ISBN-13: 9783540558668 / Niemiecki / Miękka / 1994 / 528 str.

Reinhold Paul

Opis

Die aktualisierte und erweiterte dritte Auflage berucksichtigt typische Netzwerkelemente und Analyseverfahren. Behandelt werden auch Maschenstrom- und Knotenspannungsanalyse, Kleinsignalbetrachtung, nichtlineare Vierpole, Operationsverstarkernetze und Mehrpole, die Netzwerkorientierung des Drehstromabschnittes und die Verbindung zwischen Wechselstromverhalten eines Netzwerkes und dem Ubergangsverhalten. Somit liegt eine geschlossene Betrachtung von Netzwerken im Frequenz- und Zeitbereich vor."

Spis treści

5 Netzwerke und ihre Elemente.- 5.1 Netzwerkelemente.- 5.1.1 Quellen.- 5.1.1.1 Unabhängige Quellen.- 5.1.1.2 Gesteuerte Quellen.- 5.1.1.3 Überlagerungssatz und Zweipoltheorie in Netzwerken mit gesteuerten Quellen. Leistungsbetrachtung.- 5.1.2 Resistiver Zweipol. Widerstand.- 5.1.2.1 Zeitunabhängiger resistiver Zweipol.- 5.1.2.2 Zeitvariante resistive Zweipole.- 5.1.3 Kapazitiver Zweipol.- 5.1.3.1 Zeitunabhängige kapazitive Zweipole.- 5.1.3.2 Zeitabhängige kapazitive Zweipole.- 5.1.4 Induktiver Zweipol.- 5.1.5 D ynamische Kennlinie.- 5.1.6 Energie und Leistungsbeziehungen.- 5.2 Netzwerkerregung.- 5.2.1 Erregungsarten.- 5.2.2 Sinusförmige Erregung.- 5.2.3 Mittelwerte periodischer Zeitfunktionen.- 5.2.4 Nichtperiodische Erregung. Testfunktionen.- 5.3 Netzwerke.- 5.3.1 Grundaufgabe der Netzwerkanalyse.- 5.3.2 Netzwerkstruktur.- 5.3.3 Maschenstromanalyse.- 5.3.3.1 Grundprinzip.- 5.3.3.2 Erweiterte Maschenstromanalyse.- 5.3.3.3 Einführung von Stromquellen als Maschenströme.- 5.3.4 Knotenspannungsanalyse.- 5.3.4.1 Grundprinzip.- 5.3.4.2 Erweiterte Knotenspannungsanalyse. Netzwerke mit Spannungsquellen, gesteuerten Quellen und gekoppeltenSpulen.- 5.3.4.3 Einführung von Spannungsquellen als Knotenspannungen.- 5.3.4.4 Unbestimmtes Knotenleitwertsystem.- 5.3.4.5 Zweipolparameter und Knotenspannungsanalyse.- 5.3.5 Kleinsignalanalyse von Netzwerken.- 5.3.6 Analyse nichtlinearer resistiver Netzwerke.- 5.3.6.1 Darstellungsmöglichkeiten nichtlinearer resistiver Netzwerkelemente.- 5.3.6.2 Graphische Behandlung.- 5.3.6.3 Analytische Behandlung.- 5.3.6.4 Numerische Analyse.- 5.3.7 Netzwerktheoreme.- 5.3.7.1 Reziprozitätstheorem.- 5.3.7.2 Miller-Theorem.- 5.3.7.3 Äquivalente Netzwerke.- 5.3.7.4 Duale Netzwerke.- 5.3.8 Netzwerkgleichung.- 6 Netzwerke bei stationärer harmonischer Erregung. Wechselstromtechnik.- 6.1 Analyse im Zeitbereich.- 6.1.1 Verhalten der Netzwerkelemente R, L, C.- 6.1.2 Berechnung mit der Netzwerk-Differentialgleichung.- 6.1.2.1 Zusammenschaltung von Wirk-und Blindschaltelementen.- 6.1.2.2 Allgemeines Lösungsverfahren.- 6.2 Analyse im Frequenzbereich.- 6.2.1 Darstellung harmonischer Funktionen durch komplexe Größen.- 6.2.1.1 Komplexe Größen.- 6.2.1.2 Zeitveränderliche komplexe Größen. Zeigerdarstellungen.- 6.2.2 Netzwerkberechnung über den Frequenzbereich.- 6.2.2.1 Transformation der Netzwerk-Differentialgleichung.- 6.2.2.2 Transformation des Netzwerkes.- 6.2.2.2.1 Widerstands- und Leitwertoperator.- 6.2.2.2.2 Widerstands-(Leitwert-)operatoren der Netzwerkelemente R, L, C und ihrer Zusammenschaltungen.- 6.2.2.2.3 Netzwerktransformation.- 6.2.2.3 Anwendungen der Netzwerktransformation.- 6.2.3 Frequenzgang F(j?).- 6.3 Darstellung von Netzwerkfunktionen.- 6.3.1 Zeigerdiagramme von Strömen, Spannungen und Widerstandsoperatoren.- 6.3.2 Inversion von komplexen Größen und Ortskurven.- 6.3.3 Der Frequenzgang und seine Darstellungen.- 6.3.3.1 Ortskurven.- 6.3.3.2 Inversion von Ortskurven.- 6.3.3.3 Inversionsdiagramm.- 6.3.3.4 Betrags- und Phasendiagramm. Bode-Diagramm.- 6.3.3.5 Scheinwiderstandsdiagramm.- 6.4 Energie und Leistung im Wechselstromkreis.- 6.4.1 Leistung und Energie für periodische Ströme und Spannungen.- 6.4.2 Leistungsdarstellung für sinusförmige Ströme und Spannungen im Zeitbereich.- 6.4.3 Leistungsbegriffe bei Zweipolen.- 6.4.4 Leistungsberechnung mit rotierenden Zeigern. Komplexe Leistung.- 6.4.5 Leistungsübertragung im Grundstromkreis.- 6.4.6 Satz von Tellegen. Leistungsbilanz in Netzwerken.- 7 Eigenschaften und Verhalten wichtiger Netzwerke.- 7.1 Selektive Wechselstromnetzwerke.- 7.1.1 Klemmenverhalten technischer Bauelemente.- 7.1.2 Netzwerke mit Tief- bzw. Hochpaßverhalten erster Ordnung.- 7.1.3 Netzwerke mit Tief- bzw. Hochpaßverhalten zweiter und höherer Ordnung.- 7.1.4 Resonanzkreise.- 7.1.4.1 Resonanzphänomene.- 7.1.4.2 Reihen- und Parallelschwingkreis.- 7.1.4.3 Zusammenspiel Schwingkreis—aktiver Zweipol.- 7.1.4.4 Anwendungen.- 7.1.5 Bandpaß- und Bandsperrenschaltungen.- 7.2 Vierpole.- 7.2.1 Grundeigenschaften des Vierpols.- 7.2.1.1 Vierpolbegriff.- 7.2.1.2 Vierpolgleichungen.- 7.2.1.2.1 Darstellungsarten.- 7.2.1.2.2 Vierpolkennlinien.- 7.2.1.3 Vierpolersatzschaltungen.- 7.2.1.4 Vierpolarten.- 7.2.1.5 Vierpoltransformationen.- 7.2.2 Vierpolzusammenschaltungen.- 7.2.2.1 Grundtypen.- 7.2.2.2 Rückkopplungsprinzip.- 7.2.3 Mehrpol-Netzwerke. Mehrtore.- 7.2.4 Vierpol in der Schaltung. Vierpol-Betriebsgrößen.- 7.2.4.1 Ersatzvierpol mit einbezogenen Lastelementen.- 7.2.4.2 Betriebswiderstände und -leitwerte.- 7.2.4.3 Übertragungsgrößen.- 7.2.4.4 Wellenparameter.- 7.2.4.5 Transmittanz, Reflektanz, Streuparameter.- 7.3 Nichtlinearer Vierpol.- 7.3.1 Nichtlineares Gleichstromnetzwerk. Arbeitspunktbestimmung einer Bipolartransistor-Schaltung.- 7.3.2 Numerische Arbeitspunktbestimmung.- 7.3.3 Kleinsignalaussteuerung.- 7.4 Wichtige Vierpole und deren Anwendung.- 7.4.1 Elementarvierpole.- 7.4.2 Wechselstrombrücken- und Kompensationsschaltungen.- 7.4.3 Phasendrehvierpole.- 7.4.4 Transformator und Übertrager.- 7.4.4.1 Vierpoldarstellung.- 7.4.4.2 Ersatzschaltung.- 7.4.4.3 Eigenschaften.- 7.5 Verstärkervierpol. Operationsverstärker.- 7.5.1 Verstärkereigenschaften.- 7.5.2 Operationsverstärker-Grundschaltungen. Rückkopplung Arbeitskennlinien.- 7.5.3 Netzwerkanalyse mit Operationsverstärkern.- 7.6 Übersetzervierpole.- 7.6.1 Proportionalübersetzervierpole. Impedanzkonverter.- 7.6.2 Dualübersetzervierpole. Impedanzinverter.- 7.7 Netzwerkanalyse mit eingeschlossenen Vierpolen. Berechnung mit Knotenmatrix.- 8 Dreiphasig erregte Netzwerke.- 8.1 Mehrphasen- und Dreiphasengeneratoren.- 8.1.1 Mehrphasenquelle.- 8.1.2 Dreiphasenquelle. Drehstromgenerator.- 8.2 Dreiphasenverbraucher.- 8.2.1 Symmetrische Generatorbelastung.- 8.2.2 Unsymmetrische Generatorbelastung.- 8.3 Leistung im Drehstromnetzwerk.- 8.4 Verallgemeinerte Analyse von unsymmetrischen Systemen.- 9 Lineare Netzwerke bei allgemeiner periodischer und nichtperiodischer Erregung.- 9.1 Darstellung einer periodischen Funktion durch eine Fourier-Reihe.- 9.1.1 Fourier-Synthese.- 9.1.2 Zeitfunktion und Spektrum.- 9.2 Nichtsinusförmige periodische Zeitfunktionen und ihre Kenngrößen.- 9.3 Netzwerke bei nichtsinusförmiger periodischer Erregung.- 9.3.1 Lineare Netzwerke bei nichtsinusförmiger Erregung.- 9.3.2 Fourier-Analyse nichtlinearer Strom-Spannungszusammenhänge.- 9.4 Nichtperiodische Netzwerkerregung. Fourier-Transformation.- 9.4.1 Übergang Fourier-Reihe-Fourier-Transformation.- 9.4.2 Zeitfunktion und Spektrum. Eigenschaften der Fourier-Transformierten.- 9.4.3 Anwendung der Fourier-Transformation.- 9.4.4 Fourier-Transformierte einer periodischen Funktion. Periodisierung.- 9.4.5 Abtastung im Zeitbereich. Diskrete Fourier-Transformation.- 9.4.6 Meßtechnische Bedeutung der Fourier-Größen.- 10 Übergangsverhalten von Netzwerken.- 10.1 Lösungsmethoden im Zeitbereich.- 10.1.1 Netzwerke bei Sprungerregung. Mathematisch-physikalische Grundlagen.- 10.1.2 Allgemeine Lösungsverfahren.- 10.1.3 Netzwerke mit einem Energiespeicher.- 10.1.3.1 Netzwerk-Sprungerregung.- 10.1.3.2 RC-Netzwerk. Periodische Erregung.- 10.1.3.3 RL-Netzwerk. Zweipoltheorie.- 10.1.4 Netzwerke mit zwei Energiespeichern.- 10.1.4.1 Schwingkreis. Sprungerregung.- 10.1.5 Netzwerke bei beliebiger Erregung. Testsignale, Antwortfunktionen.- 10.1.6 Anwendungen.- 10.1.6.1 Verhalten der Grundelemente.- 10.1.6.2 Anfangswerte der Energiespeicher.- 10.1.6.3 RC-Netzwerk. Impulserregung.- 10.1.6.4 RC-Netzwerk. Impuls- und Sprungerregung.- 10.2 Zeit- und Frequenzbereich. Komplexe Frequenz.- 10.2.1 Komplexe Frequenz. Komplexe Exponentialfunktion.- 10.2.2 Übertragungsfunktion.- 10.2.2.1 Zusammenhang Übertragungsfunktion-Frequenzgang.- 10.2.2.2 Pole und Nullstellen der Übertragungsfunktion.- 10.3 Laplace-Transformation. Lösungsmethode im Frequenzbereich.- 10.3.1 Laplace-Transformation.- 10.3.1.1 Laplace-Integral und Laplace-Umkehrintegral.- 10.3.1.2 Transformationsregeln. Korrespondenzen.- 10.3.2 Netzwerke ohne Anfangsenergie.- 10.3.2.1 Lösung im Frequenzbereich. Nullzustandsverhalten.- 10.3.2.2 Nullverhalten.- 10.3.3 Netzwerke mit Anfangsenergie.- 10.3.3.1 Allgemeine Lösungsmethodik.- 10.3.3.2 Anfangswerte der Energiespeicher.- 10.3.3.3 Netzwerk im Frequenzbereich mit Anfangs-Werten.- 10.3.3.4 Allgemeines Lösungsverfahren.