Grundzüge der Elektrotechnik für Maschinenbauer: Grundlagen, Energietechnik, Elektronik, Meßtechnik

ISBN-13: 9783540091783 / Niemiecki / Miękka / 1979 / 92 str.

W. Schaufelberger;J. Weiler

Opis

Die vorliegende EinfUhrung in die Grundziige der Elektrotechnik entstand aus der Vorlesung, welche die beiden Autoren seit 1973 gemeinsam an der Abtei lung fUr Maschineningenieurwesen der Eidgenossischen Technischen Hoch schule Ziirich halten. Der enge zeitliche Rahmen von lediglich zwei Wochen stunden, je im 4. und 5. Semester, verbunden mit der Verpflichtung, dem Ma schinenbauer ein geniigendes Riistzeug fUr den Verkehr mit dem Elektroinge nieur und fUr die selbstandige LOsung einfacherer elektrotechnischer Proble me mitzugeben, waren wegleitend bei der Stoffauswahl. Der Kurs hat als erste Pramisse eine geniigende Kenntnis der allgemeinen Physik, der Mechanik und der Ingenieurmathematik, so daB auf grundlegen de physikalische Phanomene und mathematische Methoden nicht mehr ein gegangen werden muB. Ein weiteres Auswahlkriterium entstand aus der Oberzeugung der Autoren, den Horem in erster Linie praktisch anwendbare Kenntnisse zu vermitteln, die auch den Einstieg in weiterflihrende Literatur gestatten. Zugleich soli damit auch die unterschwellig haufig vorhandene Angst vor der Elektrotechnik abgebaut werden. Die ersten beiden Buchteile, "Grundlagen" und "Energietechnik," entspre chen in etwa der klassischen Elektrotechnik. 1m Teil "Energietechnik" werden aber bereits die heute iiblichen Verfahren der Leistungselektronik gleichbe rechtigt mit den klassischen Methoden behandelt. Altere Verfahren, welche in neuen Anlagen nicht mehr zum Zuge kommen, wurden grundsatzlich im Sin ne einer Entlastung weggelassen."

Spis treści

A. Grundlagen.- 1 Mechanische Analogien.- 2 Größen, Elemente und allgemeine Gesetze der Elektrotechnik.- 2.1 Einleitung.- 2.2 Die Größen der Elektrotechnik.- 2.3 Ideale Quellen und ideale Elemente.- 2.4 Allgemeine Gesetze.- 3 Widerstandsnetzwerke bei Gleichstrom.- 3.1 Grundlagen.- 3.2 Beispiele.- 3.3 Parallel- und Serieschaltung von Widerständen.- 4 Transiente und stationäre Vorgänge in einfachen Netzwerken.- 4.1 Netzwerke mit Gleichspannungsquellen.- 4.2 Ein einfaches Netzwerk bei rechteck- und bei sinusförmiger Anregung.- 4.3 Parallel- und Serieschaltung von Kapazitäten und Induktivitäten.- 5 Stationäre sinusförmige Vorgänge, Wechselstromlehre.- 5.1 Einleitung.- 5.2 Sinusförmige Größen.- 5.3 Elemente bei Wechselstrom.- 5.4 Maschen- und Knotenregeln bei Wechselstromgrößen.- 5.5 Netzwerkanalyse mit dem Zeigerdiagramm.- 5.6 Netzwerkanalyse mit der komplexen Rechnung.- 5.7 Schwingkreise.- 5.8 Leistungen bei Wechselstrom.- 5.9 Das Dreiphasensystem.- 6 Elektromagnetische Felder und reale Komponenten.- 6.1 Elektrisches und magnetisches Feld.- 6.2 Berechnung von Komponenten.- 6.3 Kraftwirkungen im elektromagnetischen Feld.- B. Energietechnik.- 1 Bedeutung und Gliederung.- 2 Anlagentechnik.- 2.1 Struktur des Netzes.- 2.2 Sicherheitsprobleme.- 2.2.1 Personenschutz.- 2.2.2 Anlagenschutz.- 3 Umrichtertechnik.- 3.1 Transformator.- 3.2 Stromrichtertechnik.- 3.2.1 Gleichrichterschaltungen.- 3.2.2 Gleichstromsteller und selbstgeführte Wechselrichter.- 4 Antriebstechnik.- 4.1 Kollektormaschinen.- 4.1.1 Fremderregte Maschine.- 4.1.2 Nebenschlußmaschine.- 4.1.3 Hauptschlußmaschine.- 4.1.4 Anlauf und Steuerung.- 4.1.5 Generatorbetrieb.- 4.2 Drehfeldmaschinen.- 4.2.1 Asynchronmaschine.- 4.2.2 Synchronmaschine.- C. Elektronik.- 1 Bedeutung und Gliederung.- 2 Analoge Schaltungstechnik.- 2.1 Einleitung.- 2.2 Operationsverstärker.- 2.3 Lineare Schaltungen mit Operationsverstärkern.- 2.4 Dioden und Transistoren.- 2.4.1 Einleitung.- 2.4.2 Dioden.- 2.4.3 Bipolartransistoren.- 2.4.4 Feldeffekttransistoren.- 2.5 Nichtlineare Schaltungen mit Operationsverstärkern.- 3 Digitale Schaltungstechnik.- 3.1 Einleitung.- 3.2 Tore.- 3.3 Kombinatorische Schaltungen.- 3.4 Flip-Flop-Schaltungen.- 3.4.1 Allgemeines Flip-Flop.- 3.4.2 Arten von Flip-Flops.- 3.5 Sequenzielle Schaltungen.- 3.5.1 Allgemeine Schaltungen.- 3.5.2 Zähler.- 4 Hinweise für praktisches Arbeiten in der Elektronik.- 5 Entwicklungstendenzen in der Elektronik.- D. Meßtechnik.- 1 Grundlegende Definitionen.- 1.1 Momentan- und Mittelwerte.- 1.2 Maßeinheiten.- 2 Klassische anzeigende Instrumente.- 2.1 Proportionale Instrumente, linearer Mittelwert.- 2.2 Quadratbildende Instrumente, quadratischer Mittelwert.- 2.3 Produktbildende Instrumente.- 2.4 Gleichrichterinstrumente, Vielfachinstrumente.- 2.5 Genauigkeit und Fehler, Meßwerkkennzeichnung.- 2.6 Direkte Registrierung.- 3 Elektrische Meßwandler.- 3.1 Wandler für reine Wechselgrößen.- 3.2 Wandler für Gleichgrößen und Mischgrößen.- 4 Messungen in Drehstromnetzen.- 5 Widerstands- und Impedanzmessung.- 5.1 Widerstandsmessung.- 5.2 Impedanzmessung.- 6 Elektronische Meßgeräte.- 6.1 Elektronische Meßverstärker.- 6.2 Elektronenstrahloszilloskopen.- 6.2.1 Grundaufbau.- 6.2.2 Zeitablenkung.- 6.2.3 Vertikalverstärkung.- 6.2.4 Mehrstrahloszilloskopen, Speicheroszilloskopen.- 6.3 Elektronische anzeigende Geräte.- 6.4 Digitale Signalverarbeitung.- 6.4.1 AD-Wandler für Momentanwertquantisierung.- 6.4.2 Wandler für Mittelwertbestimmung (Digitalvoltmeter).- 6.4.3 Digital-Analog-Wandler.- 6.5 Zähler und Frequenzmessung.- 7 Experimentelle Frequenzanalyse.- 7.1 Analyse im Frequenzbereich (Filterverfahren).- 7.2 Analyse im Zeitbereich.- 7.3 Korrelationsanalyse.- Literatur.