E-Book, Deutsch, 1364 Seiten, eBook
Plaßmann / Schulz Handbuch Elektrotechnik
7., neu bearbeitete Auflage 2016
ISBN: 978-3-658-07049-6
Verlag: Springer
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Grundlagen und Anwendungen für Elektrotechniker
E-Book, Deutsch, 1364 Seiten, eBook
ISBN: 978-3-658-07049-6
Verlag: Springer
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Dieses Handbuch stellt in systematischer Form alle wesentlichen Grundlagen der Elektrotechnik in der komprimierten Form eines Nachschlagewerkes zusammen. Es wurde für Studierende und Praktiker entwickelt. Für Spezialisten eines bestimmten Fachgebiets wird ein umfassender Einblick in Nachbargebiete geboten. Die didaktisch ausgezeichneten Darstellungen ermöglichen eine rasche Erarbeitung des umfangreichen Inhalts. Über 2000 Abbildungen und Tabellen, passgenau ausgewählte Formeln, Hinweise, Schaltpläne und Normen führen den Benutzer sicher durch die Elektrotechnik.
Prof. (em.) Dr.-Ing. Wilfried Plaßmann lehrte an der Hochschule Hannover, Fakultät I, Elektro- und Informationstechnik.
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Detlef Schulz leitet das Fachgebiet Elektrische Energiesysteme an der Helmut-Schmidt-Universität/Universität der Bundeswehr Hamburg. Die Autoren sind Fachleute aus Industrie, Forschung und Lehre.
Zielgruppe
Professional/practitioner
Autoren/Hrsg.
Weitere Infos & Material
1;Vorwort;5
2;Inhaltsverzeichnis;6
3;Teil I Mathematik;37
3.1;1 Arithmetik;38
3.1.1;1.1 Mengen;39
3.1.2;1.2 Aussageformen und logische Zeichen;39
3.1.3;1.3 Einteilung der Zahlen;41
3.1.4;1.4 Grundrechenarten;42
3.1.5;1.5 Grundlegende Rechenregeln;43
3.1.6;1.6 Potenz- und Wurzelrechnung;47
3.1.7;1.7 Dezimalzahlen und Dualzahlen;52
3.1.8;1.8 Logarithmen;53
3.1.9;1.9 Ungleichungen;56
3.1.10;1.10 Komplexe Zahlen;58
3.2;2 Gleichungen;64
3.2.1;2.1 Gleichungsarten;65
3.2.2;2.2 Äquivalente Umformungen;66
3.2.3;2.3 Lineare Gleichungen;67
3.2.4;2.4 Proportionen;68
3.2.5;2.5 Quadratische Gleichungen;69
3.2.6;2.6 Algebraische Gleichungen höheren Grades;72
3.2.7;2.7 Auf algebraische Gleichungen zurückführbare Gleichungen;78
3.2.8;2.8 Transzendente Gleichungen;80
3.2.9;2.9 Lineare Gleichungssysteme;82
3.3;3 Planimetrie;92
3.3.1;3.1 Geraden und Strecken;93
3.3.2;3.2 Winkel;93
3.3.3;3.3 Projektion;95
3.3.4;3.4 Geometrische Örter;95
3.3.5;3.5 Dreiecke;95
3.3.6;3.6 Vierecke;101
3.3.7;3.7 Reguläre n-Ecke;104
3.3.8;3.8 Polygone;105
3.3.9;3.9 Kreise;106
3.3.10;3.10 Symmetrie;108
3.3.11;3.11 Ähnlichkeit;108
3.4;4 Stereometrie;111
3.4.1;4.1 Prismen;112
3.4.2;4.2 Zylinder;113
3.4.3;4.3 Pyramiden;114
3.4.4;4.4 Kegel;115
3.4.5;4.5 Cavalieri'sches Prinzip;116
3.4.6;4.6 Kugeln;116
3.5;5 Funktionen;118
3.5.1;5.1 Definition und Darstellungen von Funktionen;119
3.5.2;5.2 Verhalten von Funktionen;121
3.5.3;5.3 Einteilung der elementaren Funktionen;124
3.5.4;5.4 Ganze rationale Funktionen;126
3.5.5;5.5 Gebrochene rationale Funktionen;135
3.5.6;5.6 Irrationale Funktionen;139
3.5.7;5.7 Transzendente Funktionen;141
3.6;6 Trigonometrie;143
3.6.1;6.1 Definition der trigonometrischen Funktionen;144
3.6.2;6.2 Trigonometrische Funktionen für beliebige Winkel;145
3.6.3;6.3 Beziehungen für den gleichen Winkel;146
3.6.4;6.4 Graphen der trigonometrischen Funktionen;146
3.6.5;6.5 Reduktionsformeln;148
3.6.6;6.6 Additionstheoreme;148
3.6.7;6.7 Sinussatz und Kosinussatz;149
3.6.8;6.8 Arkusfunktionen;150
3.7;7 Analytische Geometrie;152
3.7.1;7.1 Koordinatensysteme;153
3.7.2;7.2 Geraden;155
3.7.3;7.3 Kreise;159
3.7.4;7.4 Kugeln;161
3.7.5;7.5 Kegelschnitte;161
3.7.6;7.6 Vektoren;168
3.8;8 Differential- und Integralrechnung;174
3.8.1;8.1 Folgen;175
3.8.2;8.2 Reihen;177
3.8.3;8.3 Grenzwerte von Funktionen;181
3.8.4;8.4 Ableitung einer Funktion;184
3.8.5;8.5 Integralrechnung;196
3.8.6;8.6 Funktionenreihen;205
3.9;9 Anhang;213
3.9.1;9.1 Symbole und Bezeichnungsweisen;214
3.9.2;9.2 Das griechische Alphabet;215
4;Teil II Physik;216
4.1;10 Einführung;217
4.1.1;10.1 Physikalische Größen;218
4.1.2;10.2 SI-System;218
4.2;11 Mechanik;220
4.2.1;11.1 Kinematik des Massenpunktes;221
4.2.2;11.2 Dynamik;226
4.2.3;11.3 Elastische Verformung fester Körper;237
4.2.4;11.4 Mechanik der ruhenden Flüssigkeiten und Gase;237
4.2.5;11.5 Hydrodynamik;239
4.3;12 Thermodynamik;240
4.3.1;12.1 Grundbegriffe;241
4.3.2;12.2 Temperatur;241
4.3.3;12.3 Thermische Ausdehnung;241
4.3.4;12.4 Ideale Gase;243
4.3.5;12.5 Wärmeübertragung;246
4.4;13 Schwingungen;247
4.4.1;13.1 Freie ungedämpfte harmonische Schwingungen;248
4.4.2;13.2 Gedämpfte Schwingungen;249
4.4.3;13.3 Erzwungene Schwingungen;249
4.4.4;13.4 Überlagerung harmonischer Schwingungen;250
4.5;14 Wellen;252
4.5.1;14.1 Harmonische Wellen;253
4.5.2;14.2 Huygens'sches Prinzip;255
4.5.3;14.3 Dopplereffekt;256
4.6;15 Akustik;258
4.6.1;15.1 Schallausbreitung;259
4.6.2;15.2 Reflexion, Transmission, Absorption;259
4.6.3;15.3 Ultraschall;260
4.7;16 Optik;261
4.7.1;16.1 Eigenschaften des Lichtes;262
4.7.2;16.2 Geometrische Optik;262
4.7.3;16.3 Wellenoptik;270
4.7.4;16.4 Photometrie;272
4.7.5;16.5 Licht als Korpuskel;275
4.7.6;Literatur;276
4.8;17 Anhang;277
4.8.1;17.1 Physikalische Größen und Einheiten;278
4.8.2;17.2 Zahlenwerte physikalischer Größen;278
5;Teil III Werkstoffkunde;279
5.1;18 Stoffe;280
5.1.1;18.1 Eigenschaften der Stoffe;281
5.1.2;18.2 Atombau und Periodensystem;281
5.1.3;18.3 Aufbau der festen Körper;283
5.1.4;18.4 Chemische Grundzusammenhänge;285
5.1.5;18.5 Elektrochemie;287
5.2;19 Elektrische Leitfähigkeit;289
5.2.1;19.1 Leitungsmechanismus;290
5.2.2;19.2 Isolator;290
5.2.3;19.3 Halbleiter;291
5.2.4;19.4 Normalleiter;291
5.2.5;19.5 Supraleiter;292
5.2.6;19.6 Halleffekt;292
5.3;20 Elektrische Leiter;294
5.3.1;20.1 Normalleiter;295
5.3.2;20.2 Halbleiter;295
5.3.3;20.3 Supraleiter;297
5.4;21 Magnetische Leitfähigkeit;299
5.4.1;21.1 Modellvorstellung;300
5.4.2;21.2 Verhalten von Materie im Magnetfeld;300
5.4.3;21.3 Magnetisierung;301
5.4.4;21.4 Magnetisierungskurve;302
5.4.5;21.5 Permeabilität;303
5.5;22 Magnetika;305
5.5.1;22.1 Metalloxide (Ferrite);306
5.5.2;22.2 Weichmagnetika;306
5.5.3;22.3 Hartmagnetika (Dauermagnete);310
5.6;23 Dielektrische Eigenschaften;313
5.6.1;23.1 Modellvorstellungen zur dielektrischen Polarisation;314
5.6.2;23.2 Dielektrische Materialeinteilung;315
5.6.3;23.3 Elektrische Materialeinteilung;315
5.7;24 Dielektrika;317
5.7.1;24.1 Natürliche anorganische Dielektrika;318
5.7.2;24.2 Natürliche organische Dielektrika;319
5.7.3;24.3 Künstliche anorganische Dielektrika;319
5.7.4;24.4 Künstliche organische Dielektrika;320
5.7.5;24.5 Silikone;321
5.7.6;Literatur;321
6;Teil IV Grundlagen der Elektrotechnik;322
6.1;25 Grundbegriffe;323
6.1.1;25.1 Aufbau der Atome;324
6.1.2;25.2 Ladungsträger;324
6.1.3;25.3 Spannung;324
6.1.4;25.4 Strom;324
6.1.5;25.5 Das Ohm'sche Gesetz;325
6.1.6;25.6 Spezifischer Widerstand, Leitfähigkeit;325
6.1.7;25.7 Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstandes von Metallen;326
6.2;26 Der Gleichstromkreis;328
6.2.1;26.1 Zählpfeilsysteme;329
6.2.2;26.2 Kirchhoff'sche Gesetze;329
6.2.3;26.3 Schaltung von Widerständen;330
6.2.4;26.4 Reale Spannungsquelle;332
6.2.5;26.5 Ersatzstromquelle;333
6.2.6;26.6 Netzwerkberechnung;334
6.2.7;26.7 Energie, Leistung, Wirkungsgrad;337
6.3;27 Das Elektrische Feld;340
6.3.1;27.1 Grundgrößen;341
6.3.2;27.2 Materie im elektrischen Feld;343
6.3.3;27.3 Kondensatoren;344
6.4;28 Das Magnetische Feld;351
6.4.1;28.1 Feldlinien;352
6.4.2;28.2 Magnetische Grundgrößen;353
6.4.3;28.3 Kräfte im Magnetfeld;357
6.4.4;28.4 Energie des Magnetfeldes;360
6.4.5;28.5 Materie im Magnetfeld;360
6.4.6;28.6 Magnetische Kreise;364
6.5;29 Induktion;368
6.5.1;29.1 Induktion bei Änderung der Fläche;369
6.5.2;29.2 Induktion bei Änderung des Magnetfeldes;370
6.5.3;29.3 Die Induktivität einer Spule;371
6.6;30 Wechselstrom;375
6.6.1;30.1 Grundbegriffe des Wechselstroms;376
6.6.2;30.2 Grundschaltelemente im Wechselstromkreis;378
6.6.3;30.3 Schaltungen von Wechselstromwiderständen;381
6.6.4;30.4 Passive Filter;390
6.6.5;30.5 Schwingkreise;392
6.6.6;30.6 Leistung und Arbeit im Wechselstromkreis;393
6.7;31 Drehstrom;396
6.7.1;31.1 Erzeugung von mehrphasigem Wechselstrom;397
6.7.2;31.2 Phasenverkettung;397
6.7.3;31.3 Leistung des Dreiphasenstroms;399
6.7.4;31.4 Das unsymmetrische Dreiphasensystem;400
6.7.5;Literatur;402
7;Teil V Elektronik;403
7.1;32 Leitungsmechanismen bei Halbleitern, pn-Übergang;404
7.1.1;32.1 Einführung in die Halbleiterphysik;405
7.1.2;32.2 Der pn-Übergang;407
7.2;33 Dioden;408
7.2.1;33.1 Kennlinien;409
7.2.2;33.2 Kenndaten und Grenzwerte;410
7.2.3;33.3 Kennzeichnung von Halbleiter-Bauelementen;412
7.2.4;33.4 Diodenarten;413
7.2.5;33.5 Anwendungsschaltungen;417
7.3;34 Mehrschichtdioden und -trioden;426
7.3.1;34.1 Vierschichtdioden;427
7.3.2;34.2 Thyristoren;428
7.3.3;34.3 Diac;431
7.3.4;34.4 Triac;432
7.3.5;34.5 Schutz der Dioden und Trioden;432
7.3.6;34.6 Zündmethoden;433
7.4;35 Transistoren;436
7.4.1;35.1 Bipolare Transistoren;437
7.4.2;35.2 Feldeffekttransistoren (FET);443
7.5;36 Besondere Halbleiter-Bauelemente;452
7.5.1;36.1 Unijunction-Transistor (Doppelbasisdiode);453
7.5.2;36.2 Darlington-Transistor;454
7.5.3;36.3 VMOS-Transistoren;455
7.5.4;36.4 SIPMOS-Transistoren;455
7.5.5;36.5 IGBT;457
7.6;37 Analoge Verstärker;459
7.6.1;37.1 Bipolarer Transistor als Verstärker;460
7.6.2;37.2 Feldeffekt-Transistor als Verstärker;471
7.6.3;37.3 Mehrstufige Verstärker;480
7.7;38 Endstufen;486
7.7.1;38.1 Betriebsarten;487
7.7.2;38.2 Schaltungen;487
7.8;39 Operationsverstärker;493
7.8.1;39.1 Einführung;494
7.8.2;39.2 Differenzverstärker;494
7.8.3;39.3 Grundlagen des OP;495
7.8.4;39.4 Operationsverstärker als Verstärker;497
7.9;40 Elektronische Schalter, Kippstufen;506
7.9.1;40.1 Transistor als Schalter;507
7.9.2;40.2 Kippschaltungen mit Transistoren;510
7.9.3;40.3 Operationsverstärker als Schalter;514
7.9.4;40.4 Kippschaltungen mit Operationsverstärker;514
7.9.5;40.5 Zeitgeber 555;517
7.9.6;40.6 Trigger TCA 345 A;518
7.10;41 Oszillatoren;519
7.10.1;41.1 Allgemeines;520
7.10.2;41.2 Sinusgeneratoren (RC-Oszillatoren);520
7.10.3;41.3 Funktionsgeneratoren;522
7.11;42 Schaltungstechniken;524
7.11.1;42.1 Integrierte Schaltungen;525
7.11.2;42.2 SMD-Technik;527
7.12;43 Optoelektronik;529
7.12.1;43.1 Grundsätzliche Überlegungen;530
7.12.2;43.2 Optoelektronische Bauelemente;530
7.12.3;43.3 Anzeigeeinheiten;537
7.12.4;43.4 Signalübertragung mit Optokoppler;539
7.12.5;43.5 Faseroptische Übertragungsmittel;539
7.13;44 Analog-Digital-Wandler;541
7.13.1;44.1 Grundlagen;542
7.13.2;44.2 Spannungs-Frequenz-Wandler;542
7.13.3;44.3 Sägezahnverfahren;542
7.13.4;44.4 Dual-Slope-Verfahren;543
7.13.5;44.5 Flash-Wandler;543
7.13.6;44.6 Wandler nach dem Wägeverfahren;544
7.13.7;44.7 Integrierte Wandler;544
7.14;45 Digital-Analog-Wandler;545
7.14.1;45.1 Grundlagen;546
7.14.2;45.2 D/A-Wandler-Varianten;546
7.14.3;45.3 Integrierte Wandler;547
8;Teil VI Technische Kommunikation/Technisches Zeichnen;548
8.1;46 Grundlagen der zeichnerischen Darstellung;549
8.1.1;46.1 Zeichengeräte;550
8.1.2;46.2 Normen für Technische Zeichnungen;550
8.1.3;46.3 Normteile und Konstruktionselemente;551
8.1.4;46.4 Nutzen der Normung;561
8.2;47 Schaltungsunterlagen;562
8.2.1;47.1 Schaltzeichen nach DIN;565
8.2.2;47.2 Elektrische Betriebsmittel;567
8.2.3;47.3 Schaltungsunterlagen der Energietechnik;567
8.2.4;47.4 Schaltungsunterlagen der Elektronik;572
8.2.5;47.5 Projektierung;576
8.3;48 Schaltungssynthese und -analyse;578
8.3.1;48.1 Beispiele aus der Elektrotechnik;579
8.3.2;48.2 Beispiele aus der Elektronik;579
8.4;49 CAD-Technik;582
8.4.1;49.1 Allgemeines;583
8.4.2;49.2 Hardware und Software;583
8.4.3;49.3 Erstellen von Schaltplänen;583
8.4.4;49.4 Erstellen von Layouts;583
8.4.5;49.5 Anwendungen in der Elektronik;587
8.4.6;49.6 Auswahl von CAD-Systemen;587
9;Teil VII Datentechnik;588
9.1;50 Digitaltechnik;589
9.1.1;50.1 Grundbegiffe der Digitaltechnik;590
9.1.2;50.2 Logische Grundschaltungen;590
9.1.3;50.3 Schaltalgebra;593
9.1.4;50.4 Zahlensysteme in der Digital- und Datenverarbeitung;602
9.1.5;50.5 Codes;606
9.1.6;50.6 Digitale Grundschaltungen;611
9.2;51 Integrierte Schaltkreise der Digitaltechnik;633
9.2.1;51.1 Allgemeines;634
9.2.2;51.2 Umgang mit integrierten Schaltungen;634
9.2.3;51.3 Daten und Begriffe der Logikschaltungen;634
9.2.4;51.4 TTL-Familie;637
9.2.5;51.5 Emittergekoppelte Logik;641
9.2.6;51.6 Integrierte MOS-Schaltungen;642
9.2.7;51.7 Interfaceschaltungen;646
9.2.8;51.8 Anwendungsspezifische integrierte Schaltungen;647
9.2.9;51.9 Gehäuse;659
9.3;52 Mikrocomputertechnik;660
9.3.1;52.1 Komponenten eines Mikrocomputers;661
9.3.2;52.2 Mikroprozessoren;661
9.3.3;52.3 Halbleiterspeicher;675
9.3.4;52.4 Peripheriebausteine;688
9.3.5;52.5 Mikrocontroller;707
9.3.6;52.6 Maschinensprache;717
9.3.7;52.7 Befehlsvorrat;725
9.3.8;52.8 Hinweise zur Programmierung und Progammbeispiele;725
9.4;53 Computertechnik;728
9.4.1;53.1 Komponenten eines Computers;729
9.4.2;53.2 Massenspeicher;729
9.4.3;53.3 Eingabegeräte;735
9.4.4;53.4 Ausgabegeräte;735
9.5;54 Programmiertechnik;740
9.5.1;54.1 Programmiersprachen;741
9.5.2;54.2 Grundlagen der Programmierung;743
9.6;55 Datenkommunikation;746
9.6.1;55.1 Einführung;747
9.6.2;55.2 Computernetzwerke;748
9.6.3;55.3 Einteilung von Netzwerken;749
9.6.4;55.4 Netzwerk-Topologien;751
9.6.5;55.5 Das OSI-Referenzmodell;753
9.6.6;55.6 Industrial Ethernet;768
9.6.7;Literatur;768
10;Teil VIII Automatisierungstechnik;769
10.1;56 Einführung;770
10.2;57 Automatisierungsgeräte;772
10.3;58 Grundzüge der SPS-Norm IEC 61131-3;776
10.3.1;58.1 Programmorganisationskonzept;777
10.3.2;58.2 Deklaration von FB- und FC-Bausteinen;777
10.3.3;58.3 Variablen;779
10.3.4;58.4 Programmiersprachen;781
10.4;59 Programmstrukturen;783
10.4.1;59.1 Lineares Programm;784
10.4.2;59.2 Gegliedertes Programm;784
10.4.3;59.3 Parametrierbares Programm;784
10.5;60 Eingabe- und Ausgabesignale;785
10.5.1;60.1 Binäre Signale;786
10.5.2;60.2 Digitale Signale;786
10.5.3;60.3 Analoge Signale;786
10.6;61 Eingabe-/Ausgabebaugruppen;787
10.7;62 Verknüpfungssteuerungen;789
10.7.1;62.1 Logische Grundverknüpfungen in verschiedenen Darstellungen;790
10.7.2;62.2 Zusammengesetzte logische Grundverknüpfungen;790
10.7.3;62.3 Schließer- und Öffnerkontakte, Drahtbruchsicherheit, Erdschlussgefahr;790
10.7.4;62.4 Speicherfunktionen;791
10.7.5;62.5 Flankenauswertung;793
10.7.6;62.6 Darstellung und Eigenschaften elektropneumatischer Stellglieder;793
10.7.7;62.7 Regeln für das Umsetzen von Schützschaltungen in SPS-Programme;794
10.7.8;62.8 Zeitfunktionen;795
10.7.9;62.9 Zählerfunktionen;795
10.7.10;62.10 Vergleichsfunktionen;796
10.7.11;62.11 MOVE-Funktion;797
10.7.12;62.12 EN/ENO-Mechanismus;797
10.8;63 Aufruf und Wertübergaben zwischen Bausteinen nach IEC 61131-3;798
10.8.1;63.1 Aufrufhierarchie der Bausteine P, FB und FC;799
10.8.2;63.2 Aufruf von Funktionsbausteinen in FBS;799
10.8.3;63.3 Aufruf von Funktionsbausteinen in AWL;799
10.8.4;63.4 Aufruf von Funktionen in AWL;800
10.9;64 Ablaufsteuerung;801
10.9.1;64.1 Ablauf-Funktionsplan;802
10.9.2;64.2 Grafische Darstellung von Ablaufsteuerungsfunktionen;802
10.9.3;64.3 Betriebsartenteil und Bedienfeld;805
10.10;65 Kommunikation in Automatisierungssystemen;807
10.10.1;65.1 Bussysteme;808
10.10.2;65.2 PROFINET – Offener Industrial Ethernet Standard;809
10.10.3;65.3 OPC-Technologie;810
10.11;66 Steuerungssicherheit;811
10.11.1;66.1 Europäische Richtlinien und Sicherheitsnormen;812
10.11.2;66.2 Sicherheitsbegriff;812
10.12;67 Regelungstechnische Grundbegriffe der Automatisierungstechnik;815
10.12.1;67.1 Unterschied zwischen Steuern und Regeln, regelungstechnische Größen;816
10.12.2;67.2 Regler-Technologien;817
10.13;68 Regelstrecken;819
10.13.1;68.1 Beispiele für Regelstrecken;820
10.13.2;68.2 Beschreibungsmittel zur Darstellung von Regelstreckeneigenschaften;820
10.14;69 Regler;824
10.14.1;69.1 P-Regler, P-Regelfunktion;825
10.14.2;69.2 I-Regler, I-Regelfunktion;827
10.14.3;69.3 PI-Regler, PI-Regelfunktion;827
10.14.4;69.4 PID-Regler, PID-Regelfunktion;827
10.14.5;69.5 Vergleich der verschiedenen Reglertypen;828
10.14.6;69.6 PID-Reglerbaustein für digitale Abtastregelung;828
10.14.7;69.7 SPS als kontinuierlicher PID-Abtastregler;829
10.14.8;69.8 Digitaler Schrittregler mit PI-Verhalten;830
10.14.9;69.9 Zweipunktregler, Zweipunkt-Regelfunktion;831
10.14.10;69.10 Regelgüte;831
10.14.11;Literatur;832
11;Teil IX Regelungstechnik;833
11.1;70 Einführung;834
11.2;71 Strukturbild und Übertragungsglieder;837
11.2.1;71.1 Strukturbild;838
11.2.2;71.2 Übertragungsglieder;838
11.2.3;71.3 Klassifikation von Übertragungsgliedern;839
11.2.4;71.4 Beschreibung von Übertragungsgliedern um einen Arbeitspunkt;839
11.2.5;71.5 Impulsantwort und Sprungantwort einfacher Übertragungsglieder;840
11.3;72 Übertragungsverhalten linearer, zeitinvarianterÜbertragungsglieder;843
11.3.1;72.1 Übertragungsfunktion;844
11.3.2;72.2 Frequenzgangfunktion;844
11.3.3;72.3 Frequenzkennlinien elementarer Übertragungsfunktionen;845
11.4;73 Stabilität;849
11.4.1;73.1 Definition der Stabilität;850
11.4.2;73.2 Stabilitätskriterien;850
11.5;74 Entwurf von Regelkreisen;855
11.5.1;74.1 Forderungen an die Regelung;856
11.5.2;74.2 Reglertypen;857
11.5.3;74.3 Faustregeln für die Wahl der Reglerstruktur und der Reglerparameter;859
11.5.4;74.4 Reglerentwurf mit dem Frequenzkennlinienverfahren;860
11.5.5;74.5 Einstellregeln bei speziellen Regelstrecken;861
11.5.6;Literatur;862
12;Teil X Messtechnik;863
12.1;75 Grundlagen und Grundbegriffe der Messtechnik;864
12.1.1;75.1 Begriffe;865
12.1.2;75.2 Einheiten;865
12.1.3;75.3 Messabweichung, Messfehler;866
12.1.4;75.4 Abweichungsfortpflanzung, Fehlerfortpflanzung;868
12.1.5;75.5 Fehlerangaben von Messgeräten;870
12.1.6;75.6 Arithmetischer Mittelwert und Effektivwert von Wechselgrößen;871
12.1.7;75.7 Häufigkeitsverteilung, Vertrauensbereich;871
12.1.8;75.8 Bearbeitung und Auswertung von Messwerten;872
12.2;76 Analog anzeigende Messgeräte;873
12.2.1;76.1 Grundlagen;874
12.2.2;76.2 Drehspul-Messwerk;874
12.2.3;76.3 Dreheisen-Messwerk;875
12.2.4;76.4 Elektrodynamisches Messwerk;875
12.2.5;76.5 Symbole und Instrumentenbeschriftungen;876
12.3;77 Oszilloskop;877
12.3.1;77.1 Übersicht;878
12.3.2;77.2 Aufbau eines Oszilloskopes;878
12.3.3;77.3 Zusatzeinrichtungen;880
12.4;78 Schreibende Messgeräte;883
12.4.1;78.1 Betriebsarten;884
12.4.2;78.2 Schreibstiftauslenkung;884
12.5;79 Digital anzeigende Messgeräte;885
12.5.1;79.1 Digitalvoltmeter;886
12.5.2;79.2 Digitalmultimeter;886
12.5.3;79.3 Messung von Kapazitäten, Frequenzen und Stromverstärkungen;887
12.5.4;79.4 Messung von Temperaturen;887
12.6;80 Messverfahren zur Messung elektrischer Größen;889
12.6.1;80.1 Messung von Gleichspannungen;890
12.6.2;80.2 Messung von Gleichströmen;891
12.6.3;80.3 Messbereichserweiterung;892
12.6.4;80.4 Messung von Wechselspannungen;892
12.6.5;80.5 Messung von Wechselströmen;894
12.6.6;80.6 Widerstands- und Impedanzmessung;894
12.6.7;80.7 Leistungsmessung;899
12.6.8;80.8 Messung der Arbeit;904
12.6.9;80.9 Messung von L, C, Gütefaktor und Verlustfaktor;905
12.6.10;80.10 Messung magnetischer Größen;906
12.7;81 Messverfahren zur Messung nichtelektrischer Größen;909
12.7.1;81.1 Messaufnehmer;911
12.7.2;81.2 Messverfahren;918
12.8;82 Messdatenaufbereitung;930
12.8.1;82.1 Verringerung der Störeinflüsse von außen;931
12.8.2;82.2 Messverstärker;932
12.9;83 Bussysteme für die Messtechnik;934
12.9.1;83.1 Grundbegriffe;935
12.9.2;83.2 IEC-Bus;935
12.9.3;83.3 DIN-Messbus;936
12.9.4;83.4 Aktuator-Sensor-Interface (ASI);936
12.9.5;83.5 CAN-BUS;939
12.9.6;83.6 USB-Übertragung;939
12.9.7;83.7 LAN (Local Area Network);939
12.10;84 Probleme bei der Digitalisierung analoger Messwerte;940
12.10.1;84.1 Fehler bei der Digitalisierung;941
12.10.2;84.2 Signal-Quantisierungs-Geräuschabstand;941
12.10.3;84.3 Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses;942
12.10.4;84.4 Abtast-Halte-Glied;942
12.10.5;84.5 Aliasing;942
12.10.6;84.6 Erfassung von Momentanwerten;943
12.11;85 PC-gestützte Messverfahren und Messsignalanalyse;944
12.11.1;85.1 Statistische Verfahren zur Messsignalauswertung;945
12.11.2;85.2 Graphische Darstellung;945
12.11.3;85.3 Ermittlung von Kenngrößen, Klassierung;946
12.11.4;85.4 Messsignalanalyse;946
12.11.5;85.5 Automatisierung von Messabläufen;947
12.11.6;Literatur;947
13;Teil XI Energietechnik;948
13.1;86 Elektrische Maschinen;949
13.1.1;86.1 Transformatoren;950
13.1.2;86.2 Drehstrommaschinen;962
13.1.3;86.3 Einphasen-Asynchronmotoren;974
13.1.4;86.4 Drehstrommotor im Einphasenbetrieb;975
13.1.5;86.5 Sonderbauformen;975
13.1.6;86.6 Gleichstrommaschinen;977
13.1.7;86.7 Auswahl von Motoren;987
13.1.8;Literatur;993
13.2;87 Elektrische Energieversorgung;994
13.2.1;87.1 Energiewirtschaftliche Rahmenbedingungen;995
13.2.2;87.2 Elektrische Energieerzeugung;998
13.2.3;87.3 Elektrische Energieübertragung und Energieverteilung;1019
13.2.4;87.4 Elektrische Betriebsmittel;1038
13.2.5;Literatur;1059
13.3;88 Elektrische Energieanwendung;1060
13.3.1;88.1 Kompensationsanlagen;1061
13.3.2;88.2 Beleuchtungsanlagen;1062
13.3.3;Literatur;1066
14;Teil XII Leistungselektronik;1067
14.1;89 Halbleiter in der Leistungselektronik;1068
14.2;90 Leistungshalbleiter;1070
14.2.1;90.1 Halbleiterdioden;1071
14.2.2;90.2 Bipolartransistoren;1074
14.2.3;90.3 Feldeffekttransistoren;1080
14.2.4;90.4 IGBT-Transistoren;1083
14.2.5;90.5 Thyristoren;1084
14.3;91 Einsatz von Leistungshalbleitern als Schalter;1092
14.3.1;91.1 Schalter allgemein;1093
14.3.2;91.2 Halbleiter-Relais;1094
14.3.3;91.3 Halbleiterkühlung;1095
14.3.4;91.4 Ansteuerschaltungen;1098
14.3.5;91.5 Schutzschaltungen;1103
15;Teil XIII Nachrichtentechnik;1107
15.1;92 Grundlagen der Nachrichtenübertragung;1108
15.1.1;92.1 Prinzip der elektrischen Nachrichtenübertragung;1109
15.1.2;92.2 Aufgaben der Nachrichtentechnik;1110
15.1.3;92.3 Grundbegriffe;1110
15.1.4;92.4 Nachricht, Information und Signal;1111
15.1.5;92.5 Kenngrößen der Übertragungsstrecke;1124
15.2;93 Zweitore, Vierpole;1127
15.2.1;93.1 Zweitor allgemein;1128
15.2.2;93.2 Spezielle Zweitore;1135
15.2.3;93.3 Wellenparameter passiver Zweitore;1137
15.3;94 Leitungen;1141
15.3.1;94.1 Leitungsbeläge und Leitungsgleichungen;1142
15.3.2;94.2 Leitung mit sinusförmigen Spannungen und Strömen;1143
15.3.3;94.3 Leitung mit sinusförmigen Spannungen und Strömen und beliebiger Abschlussimpedanz Z_e;1146
15.3.4;94.4 Verlustlose Leitung;1149
15.3.5;94.5 Daten von Leitungen;1157
15.3.6;94.6 Hochfrequenzleitungen;1157
15.3.7;94.7 s-Parameter;1164
15.3.8;94.8 Kreisdiagramm;1166
15.4;95 Antennen;1173
15.4.1;95.1 Grundlagen;1174
15.4.2;95.2 Kenngrößen;1176
15.4.3;95.3 Ausführungsformen von Antennen;1178
15.4.4;95.4 Wellenausbreitung;1180
15.5;96 Modulation;1183
15.5.1;96.1 Übersicht;1184
15.5.2;96.2 Sinusträger – mit Analogsignal moduliert;1184
15.5.3;96.3 Sinusträger – mit Digitalsignal moduliert;1197
15.5.4;96.4 Pulsträger uncodiert;1201
15.6;97 Filter;1209
15.6.1;97.1 Einfache passive R-C-Filter;1210
15.6.2;97.2 Weitere Ausführungsformen;1215
15.6.3;97.3 Allgemeiner Filterentwurf;1218
15.7;98 Empfängerschaltungstechnik;1225
15.7.1;98.1 Geradeausempfänger;1226
15.7.2;98.2 Überlagerungsempfänger;1226
15.7.3;98.3 Automatische Verstärkungsregelung (AVR);1226
15.7.4;98.4 Weitere Schaltungskonzepte;1227
15.8;99 Ton- und Bildübertragung;1228
15.8.1;99.1 Rundfunk-Stereoübertragung;1229
15.8.2;99.2 Digitale Farbfernsehtechnik;1230
15.9;100 Mehrfachübertragung – Multiplexverfahren;1236
15.9.1;100.1 Zeitmultiplexverfahren;1237
15.9.2;100.2 Frequenzmultiplexverfahren;1238
15.9.3;100.3 Raummultiplexverfahren;1239
15.10;101 Richtfunktechnik;1240
15.11;102 Nachrichtenübertragung über Satellit;1243
15.12;103 Nachrichtenübertragung über Lichtwellenleiter (LWL);1247
15.12.1;103.1 Physikalische Grundlagen;1248
15.12.2;103.2 Grundmodelle von Lichtwellenleitern;1249
15.12.3;103.3 Technische Ausführung von Lichtwellenleitern;1251
15.12.4;103.4 Lichtsender;1252
15.12.5;103.5 Lichtempfänger;1252
15.12.6;103.6 Verbinden von Lichtleitern;1253
15.12.7;103.7 Optische Schalter;1253
15.13;104 Funkmesstechnik;1254
15.13.1;104.1 Radar;1255
15.13.2;104.2 Funkortungssystem OMEGA;1257
15.13.3;104.3 GPS – Global Positioning System;1257
15.14;105 Elektroakustische Wandler;1259
15.14.1;105.1 Definitionen, Kenngrößen;1260
15.14.2;105.2 Schallempfänger;1261
15.14.3;105.3 Schallsender;1265
15.15;106 Vermittlungstechnik;1268
15.15.1;106.1 Grundbegriffe;1269
15.15.2;106.2 Vermittlung;1269
15.15.3;106.3 Verkehrstheorie;1270
15.15.4;106.4 Endgerät;1271
15.16;107 Kommunikations- und Datennetze;1273
15.16.1;107.1 Strukturen lokaler Kommunikations- und Datennetze;1274
15.16.2;107.2 Öffentliche Kommunikations- und Datensysteme;1274
15.16.3;107.3 Öffentliche Funknetze;1279
15.16.4;107.4 Private Funknetze;1281
15.17;108 Optimierte Nachrichten- und Datenübertragung;1283
15.17.1;108.1 Codierung;1284
15.17.2;108.2 Optimalfilter;1290
15.17.3;108.3 Anwendung der Korrelation bei gestörten Signalen;1291
15.17.4;108.4 Verschlüsselung von Daten;1292
15.17.5;108.5 Fensterung;1295
15.17.6;Literatur;1296
16;Teil XIV Signal- und Systemtheorie;1298
16.1;109 Einführung;1300
16.1.1;109.1 Darstellung in der Zeit- und in der Frequenzebene;1301
16.1.2;109.2 Hinweise zur Anwendung;1302
16.2;110 Grundbegriffe;1303
16.3;111 Periodische nichtsinusförmige zeitkontinuierliche Signale;1305
16.3.1;111.1 Reelle und komplexe Fourierreihe;1306
16.3.2;111.2 Beispiele und Anwendungen;1307
16.4;112 Nichtperiodische zeitkontinuierliche Signale;1311
16.4.1;112.1 Fouriertransformation;1312
16.4.2;112.2 Laplacetransformation;1315
16.5;113 Spezielle Signale;1326
16.5.1;113.1 Stoßfunktion, -Funktion, Dirac-Impuls;1327
16.5.2;113.2 Sprungfunktion (t);1327
16.5.3;113.3 Verknüpfung von - und -Funktion;1328
16.5.4;113.4 Harmonische Schwingungen;1328
16.6;114 Leistung;1329
16.7;115 Faltungsintegral;1332
16.8;116 Abtasttheorem;1335
16.9;117 Nichtkontinuierliche (zeitdiskrete) Signale;1337
16.9.1;117.1 Diskrete Fouriertransformation (DFT);1338
16.9.2;117.2 Schnelle Fouriertransformation (FFT);1339
16.9.3;117.3 z-Transformation;1340
16.10;118 Zufällige Signale;1343
16.10.1;118.1 Grundbegriffe und Kenngrößen;1344
16.10.2;118.2 Verteilungen;1347
16.10.3;118.3 Rauschen;1349
16.10.4;118.4 Signalerkennung bei gestörter Übertragung;1350
16.10.5;Literatur;1351
17;Sachverzeichnis;1352
Mathematik.- Physik.- Werkstoffkunde.- Elektrotechnik.- Elektronik.- Leistungselektronik.- Technische Kommunikation.- Datentechnik.- Automatisierungstechnik.- Regelungstechnik.- Messtechnik.- Energietechnik.- Nachrichtentechnik.- Signal- und Systemtheorie.
