Die wissenschaftlichen Grundlagen der Elektrotechnik

Inhaltsverzeichnis

Vorbetrachtung über physikalische Größen und Naturgesetze.- Erstes Kapitel: Elektrische Erscheinungen in Leitern.- I. Linienhafte Leiter.- A. Grundbegriffe.- 1. Strom: Was wird als Strom bezeichnet? — Kennzeichen — Bestim-mungsstücke — Einheiten — Strommeßinstrumente — Größenvorstellung — Haupteigenschaft.- 2. Spannung: Was wird mit Spannung bezeichnet? — Die zwei Formen der Spannung — Die drei wichtigsten Erzeugungsarten von Urspannungen — Kennzeichen der Spannung — Definition der beiden Spannungen — Einheit — Spannungsmeßinstrumente — Größenvorstellung — Grundeigenschaften.- 3. Widerstand: Was wird mit Widerstand bezeichnet? — Leiter/Nichtleiter — Definition des Widerstandes — Ohmsches Gesetz — Widerstands-Bemessungsgleichung — Einheit — Leitwert — Zahlenwerte — Technische Ausführungsformen.- B. Stromkreise.- 1. Strom, Spannung und Widerstand im Stromkreis.- 2. Der Grundstromkreis.- 3. Methoden zur Berechnung von Leitungsnetzen: Kirchhoffsche Sätze — Überlagerungssatz — Satz von der Ersatzspannungsquelle (Zweipoltheorie).- C. Elektrische Energie und Leistung.- 1. Grundbeziehungen und Definitionen.- 2. Leistungsbetrachtung bei stromdurchflossenen Schaltelementen: Widerstand — Urspannung — Kapazität, Induktivität.- 3. Leistungsbetrachtung beim Stromkreis: Nicht umkehrbarer Energie-umsetzer als Verbraucher - Urspannung mit Widerstand als Verbraucher — Stromkreis mit Leitungen.- 4. Meßinstrumente und Leistung: Leistungsbedarf der Instrumente — Auswirkung auf Messungen.- 5. Umformung elektrische Energie ? Wärmeenergie (und umgekehrt): Grundlegende Fragen — Wärmegeräte — Thermoelemente.- 6. Umformung elektrische Energie Lichtenergie: Grundlegendes vom Licht — Umformung elektrische Leistung ? Lichtleistung — Umformung Lichtleistung elektrische Leistung.- 7. Umformung elektrische Energie chemische Energie: Grundlagen — Umwandlung elektrische Energie chemische Energie (Elektrolyse) — Umwandlung chemische Energie ? elektrische Energie (galvanische Elemente) —Umkehrbare Energieumwandlung elektrische chemische Energie in der gleichen Zelle (Sammler, Akkumulator).- II. Räumliche Leiter.- A. Die Grundbegriffe am Beispiel der flächenhaften Leiter.- 1. Mit Strom verknüpftes Feld.- 2. Mit Spannung verknüpfte Felder: Bezogenes Spannungsfeld — Feldstärkefeld.- 3. Der Zusammenhang zwischen mit Strom und mit Spannung verknüpften Feldern.- 4. Randbedingungen.- 5. Widerstand.- B. Räumliche Strömung.- Zweites Kapitel: Elektrische Erscheinungen in Nichtleitern.- A. Die maßgebenden Felder.- 1. Mit Spannung verknüpfte Felder: Spannungsfeld — Feldstärkefeld.- 2. Mit Strömung verknüpfte Felder: Dielektrischer Strom — Verschiebungsfluß — Zusammenhäng zwischen beiden Strömungsfeldern.- 3. Zusammenhang der mit Spannung und mit Strömung verknüpften Felder.- B. Kapazität: Definition und Folgerungen—Wesen—Strom und Spannung —.- Zusammenschaltungen — Technische Ausführungen.- C. Energien und Kräfte im Nichtleiter.- 1. Energien: Grundsätzliches — Schaltvorgänge am Kondensator.- 2. Kräfte: Grundlagen — Anwendungen — Piezoelektrizität.- D. Influenz.- 1. Wesen.- 2. Teilkapazitäten.- 3. Anwendungen: Ladungstrennung — Wanderwellen — Elektrische Abschirmung — Aufladung von Hohlkörpern — Ströme durch Influenz.- E. Freie Ladungen.- 1. Grundlagen: Definition — Erzeugung freier Ladungen — Freie Ladungen im Spannungsfeld — Freie Laduugen im Feldstärkefeld — Konvektionsströme.- 2. Anwendungen: Ströme im Hochvakuum — Ströme in Gasen.- Drittes Kapitel; Elektromagnetische Erscheinungen.- I. Die grundlegenden magnetischen Erscheinungen.- A. Linienhafte magnetische Leiter.- 1. Analogien.- 2. Einzelbetrachtungen: Magnetischer Fluß — Magnetische Spannung — MagnetischerWiderstand.- B. Räumliche Leiter.- 1. Analogien.- 2. Einzelbetrachtungen: Flußdichte (Induktion) — Feldstärke — Verknüpfung beider Feldgrößen.- II. Kopplung zwischen elektrischen und magnetischen Größen.- A. Kopplung elektrische ? magnetische Größen.- 1. Qualitatives.- 2. Quantitatives: Durchflutungsgesetz — Gesetz von BIOT-SAVART.- 3. Elektrisch erregter Eisenkreis mit Luftspalt.- 4. Magnetische Felder wichtiger Stromgebilde: Gerader, unendlich langer Runddraht — Konzentrischer Leiter — Paralleldrahtleitung mit Hin- und Rückleiter — Kreisschleife — Lange enge Spule mit w Windungen — Ringspule mit w Windungen.- B. Kopplung magnetische ? elektrische Größen = Induktion.- 1. Qualitatives.- 2. Quantitatives: Induktionsgesetz in allgemeiner Form — Induktionsgesetze in spezieller Form für Relativbewegungen.- 3. Anwendungen der Induktionserscheinung: Elektrische Generatoren (Starkstromtechnik) — In Schwachstromtechnik — Spannungserzeugung in massiven Leitern.- C. Gegenseitige Verkopplung elektrische magnetische Größen.- 1. Vorbetrachtung.- 2. Selbstinduktion: Induzierte Spannung — Induktivität — Stromverhalten im Kreis mit Induktivität.- 3. Gegeninduktion: Induzierte Spannung — Gegeninduktivität — Transformator — Elektromagnetische Wellen.- III. Energien und Kräfte im magnetischen Feld.- A. Energien.- 1. Mit Magnetfeld verknüpfte Energien und magnetische Größen.- 2. Mit Magnetfeld verknüpfte Energien und elektrische Größen.- B. Kräfte.- 1. An Trennflächen Ferromagnetika/Nichtferromagnetika: Grundlagen — Elektromagnet — Anwendungen.- 2. Kräfte auf Ströme im Magnetfeld: Grundlagen — Anwendungen (antreibende Kräfte, bremsende Kräfte).- 3. Kraftwirkungen von Strömen aufeinander.- Viertes Kapitel: Rückblick über die drei Erscheinungsgebiete an Hand der Wechselströme.- A. Eigenschaften sinusförmiger Größen.- 1. Eine sinusförmige Schwingung.- 2. Addition von zwei Sinusgrößen.- B. Strom, Spannung und Widerstand bei Wechselgrößen.- 1. Grundschaltelemente.- 2. Zusammenschaltungen von Grundschaltelementen.- C. Leistung bei Wechselströmen.- D. Drehstrom (Starkstromtechnik).- E. Modulation (Schwachstromtechnik).- F. Umformen einer Stromart in eine andere.- 1. Wechselstrom ? Gleichstrom.- 2. Gleichstrom ? Wechselstrom.- Anhang:.- I. Einheiten und Einheitensysteme.- II. Einige wichtige Konstanten.- III. Vorzeichen der Größen.- IV. Die wichtigsten Kurzzeichen auf Instrumenten.- V. Die wichtigsten Schaltzeichen.- VI. Lösungen der Aufgaben.