Elektrotechnik

Der erste Teil dieses Lehrbuchs bietet einen idealen Einstieg in die physikalischen Grundlagen der Elektrotechnik und Elektronik. Ausgehend von beobachtbaren Kraftwirkungen zwischen Ladungen und zwischen Strömen wird der Begriff des elektrischen und magnetischen Feldes eingeführt. Mit den daraus abgeleiteten integralen Größen Spannung, Strom, Widerstand, Kapazität und Induktivität wird das Verhalten der passiven Bauelemente diskutiert. Am Beispiel der Gleichstromschaltungen werden die Methoden der Netzwerkanalyse eingeführt und Fragen nach Wirkungsgrad und Zusammenschaltung von Quellen untersucht. Den Stromleitungsmechanismen im Vakuum, in Gasen, in Flüssigkeiten und in Halbleitermaterialien werden eigene Kapitel gewidmet. Einen Schwerpunkt bilden das Faraday’sche Induktionsgesetz und seine Anwendungen. Die Bewegungsinduktion wird im Zusammenhang mit den Drehstromgeneratoren betrachtet, die Ruheinduktion wird sehr ausführlich am Beispiel der Übertrager und Transformatoren diskutiert.

Im zweiten Teil wird das Themenfeld der periodischen und nicht periodischen Strom- und Spannungsformen behandelt. Einen ersten Schwerpunkt bildet die komplexe Wechselstromrechnung. Neben der prinzipiellen mathematischen Vorgehensweise werden spezielle Schaltungen, z. B. Schwing kreise und Brückenschaltungen, sowie die Ortskurven ausführlich diskutiert. Zeitlich periodische Vorgänge beliebiger Kurvenform werden mithilfe der Fourier-Entwicklung auf eine Überlagerung aus einzelnen sinusförmigen Strömen bzw. Spannungen zurückgeführt und können ebenfalls mit der komplexen Wechselstromrechnung analysiert werden. Den zweiten Schwerpunkt bilden die Schaltvorgänge, die zunächst an einfachen Beispielen eingeführt werden. Die Laplace-Transformation als eine elegante Methode zur Behandlung der Schaltvorgänge bildet das letzte Kapitel. Das aus den beiden weiterhin erhältlichen Einzelbänden zusammengeführte Lehrbuch basiert auf langjähriger Lehrerfahrung des Buchautors. Es ist ideal für das Grundstudium Elektrotechnik und eignet sich in ausgezeichneter Weise zur Prüfungsvorbereitung und Stoffwiederholung des Grundlagenwissens zur Elektrotechnik.

Inhalt

• Das elektrostatische Feld
• Das stationäre elektrische Strömungsfeld
• Einfache elektrische Netzwerke
• Stromleitungsmechanismen
• Das zeitlich veränderliche elektromagnetische Feld
• Komplexe Wechselstromrechnung und Ortskurven
• Das stationäre Magnetfeld
• Darstellung periodischer Signale durch Fourier-Reihen
• Schaltvorgänge in elektrischen Netzwerken
• Das Fourier-Integral
• Die Laplace-Transformation

Autor
Prof. Dr.-Ing. MANFRED ALBACH ist Inhaber des Lehrstuhls für Elektromagnetische Felder der Universität Erlangen-Nürnberg. Er hält die Grundlagenvorlesung für die Studienrichtungen Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik, Mechatronik, Energietechnik sowie Medizintechnik. Forschungsgebiete: Technische Elektrodynamik, Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) und Leistungselektronik.

Auf der Companion Website zum Buch unter www.pearson-studium.de

Für Dozenten

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Für Studenten

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