Einführung in die Elektrotechnik

Ideal für Studium und Ausbildung Die Elektrotechnik ist vielfältig, spannend - und sehr anspruchsvoll. Damit Sie das Studium oder die Ausbildung meistern, vermittelt Ihnen Marika Höwing in diesem umfassenden Leitfaden alles, was Sie für die Prüfungen in der Elektrotechnik benötigen. Und sie geht dabei besonders praxisnah und anschaulich vor. Zahlreiche Tabellen, Formeln, farbige Schaltpläne und Abbildungen sorgen dafür, dass Sie stets den Überblick beim Lernen behalten. Das benötigte Mathematikwissen bleibt dabei wohl dosiert und gut verständlich. Von den physikalischen und mathematischen Grundlagen über Gleich- und Wechselstromkreise, Drehstrom, Elektromagnetismus bis hin zu Netzwerken und Schaltungen deckt das Buch den gesamten Stoff des Grundstudiums ab. Merksätze, Übungen und Musterlösungen unterstützen Sie beim Lernen und Wiederholen des Lernstoffes. Für E-Techniker und alle, die es werden wollen.- Grundlagen verstehen und Wissenslücken schließen- Physikalisches und mathematisches Grundwissen- Gleich- und Wechselstromkreise, Drehstrom, Elektromagnetismus, Netzwerk, Schaltungen Aus dem Inhalt:- Elektronische Grundbegriffe- Elektrostatik- Gleichstromkreise- Netzwerkberechnungen- Magnetische Felder- Wechselstromkreise- Filter und Passschaltungen- Drehstrom

Marika Höwing (Dipl.-Math.) ist seit vielen Jahren Dozentin für Elektrotechnik, Physik und Mathematik sowie Mitglied des Prüfungsausschuss Industrieelektriker - Geräte und Systeme der IHK Köln. Seit 2018 ist sie Geschäftsführerin der MH Elektrotechnik GmbH. In Ihrer Karriere als Ausbilderin und Lehrkraft hat sie schon viele angehende E-Techniker auf dem Weg zum Abschluss begleitet.

Materialien zum Buch ... 10 1. Einführung ... 11 1.1 ... Was Sie von diesem Buch erwarten können ... 11 1.2 ... Wichtige Erfindungen der Elektrotechnik ... 12 1.3 ... Physikalische Größen und Grundbegriffe, mathematische Grundlagen ... 14 1.4 ... Gefahren des elektrischen Stroms ... 36 1.5 ... Übungen ... 51 1.6 ... Lösungen ... 53 2. Elektrische Ladung und Potenzial ... 59 2.1 ... Das Bohrsche Atommodell ... 59 2.2 ... Ladung ... 62 2.3 ... Energie, Potenzial und Leistung ... 64 2.4 ... Elektrische Spannung ... 69 2.5 ... Strom ... 72 2.6 ... Strom- und Ladungsdichte ... 76 2.7 ... Ionen- und Massenstrom ... 82 2.8 ... Übungsaufgaben ... 85 2.9 ... Lösungen ... 87 3. Elektrostatik ... 93 3.1 ... Das elektrische Feld (E-Feld) ... 93 3.2 ... Kräfte zwischen Ladungen -- die Coulombkraft ... 100 3.3 ... Ladungsverteilung ... 102 3.4 ... Berechnung von E-Feldern ... 115 3.5 ... Elektrische Flussdichte und Verschiebungsflussdichte ... 137 3.6 ... Potenzielle Energie, Potenziale und Spannung im elektrischen Feld ... 138 3.7 ... Kapazität ... 144 3.8 ... Aufgaben ... 156 3.9 ... Lösungen ... 158 4. Gleichstrom ... 171 4.1 ... Strom- und Spannungsquellen ... 171 4.2 ... Widerstand und Leitwert ... 180 4.3 ... Allgemeine Form des Ohm'schen Gesetzes ... 193 4.4 ... Gleichstrom und Wechselstrom ... 195 4.5 ... Berechnung eines einfachen Stromkreises ... 197 4.6 ... Reihen- und Parallelschaltung ... 201 4.7 ... Ersatzquellen, reale Strom- und Spannungsquellen ... 217 4.8 ... Kondensatoren im Gleichstromkreis ... 228 4.9 ... Übungen ... 239 4.10 ... Lösungen ... 244 5. Netzwerkberechnungen ... 253 5.1 ... Zweipole und die Zweipolmethode ... 255 5.2 ... Maschen- und Knotenregel in Netzwerken ... 259 5.3 ... Zweigstromverfahren ... 263 5.4 ... Maschenstromverfahren ... 268 5.5 ... Knotenpotenzialverfahren ... 272 5.6 ... Das Superpositionsprinzip ... 282 5.7 ... Stern-Dreieck-Umwandlung ... 287 5.8 ... Unendliche Kettennetzwerke ... 293 5.9 ... Übungen ... 296 5.10 ... Lösungen ... 300 6. Magnetische Felder ... 319 6.1 ... Magnetfeld eines stromdurchflossenen Leiters ... 322 6.2 ... Magnetisches Feld von Leiterschleifen ... 325 6.3 ... Magnetische Grundgrößen ... 327 6.4 ... Lorentzkraft ... 346 6.5 ... Induktivität und Induktion ... 352 6.6 ... Magnetischer Kreis ... 369 6.7 ... Maxwell-Gleichungen ... 371 6.8 ... Übungen ... 383 6.9 ... Lösungen ... 386 7. Wechselstromkreise ... 395 7.1 ... Charakteristische Größen einer Wechselspannung ... 395 7.2 ... Kondensator im Wechselspannungskreis ... 399 7.3 ... Spule im Wechselstromkreis ... 403 7.4 ... Zeigerdarstellung von Wechselgrößen ... 406 7.5 ... Schwingkreise ... 413 7.6 ... Rechnen mit komplexen Zahlen ... 432 7.7 ... Übungen ... 438 7.8 ... Lösungen ... 443 8. Filter und Passschaltungen ... 459 8.1 ... RC-Reihenschaltung und Parallelschaltung ... 459 8.2 ... RL-Reihen- und Parallelschaltung ... 476 8.3 ... Allgemeine Eigenschaften von Hoch- und Tiefpassschaltungen ... 486 8.4 ... Übungen ... 497 8.5 ... Lösungen ... 500 9. Drehstrom ... 519 9.1 ... Erzeugung von Wechselspannungen und Drehstrom ... 519 9.2 ... Symmetrisch belastete Drehstromsysteme ... 524 9.3 ... Unsymmetrische Belastung ... 538 9.4 ... Übungen ... 545 9.5 ... Lösungen ... 547 Index ... 557