Handbuch Elektrotechnik - Grundlagen und Anwendungen für Elektrotechniker
von: Wilfried Plaßmann, Detlef Schulz
Springer Vieweg, 2016
ISBN: 9783658070496
Sprache: Deutsch
1364 Seiten, Download: 140099 KB
Format: PDF, auch als Online-Lesen
geeignet für:
| Vorwort | 5 | ||
| Inhaltsverzeichnis | 6 | ||
| Teil I Mathematik | 37 | ||
| 1 Arithmetik | 38 | ||
| 1.1 Mengen | 39 | ||
| 1.2 Aussageformen und logische Zeichen | 39 | ||
| 1.3 Einteilung der Zahlen | 41 | ||
| 1.4 Grundrechenarten | 42 | ||
| 1.5 Grundlegende Rechenregeln | 43 | ||
| 1.6 Potenz- und Wurzelrechnung | 47 | ||
| 1.7 Dezimalzahlen und Dualzahlen | 52 | ||
| 1.8 Logarithmen | 53 | ||
| 1.9 Ungleichungen | 56 | ||
| 1.10 Komplexe Zahlen | 58 | ||
| 2 Gleichungen | 64 | ||
| 2.1 Gleichungsarten | 65 | ||
| 2.2 Äquivalente Umformungen | 66 | ||
| 2.3 Lineare Gleichungen | 67 | ||
| 2.4 Proportionen | 68 | ||
| 2.5 Quadratische Gleichungen | 69 | ||
| 2.6 Algebraische Gleichungen höheren Grades | 72 | ||
| 2.7 Auf algebraische Gleichungen zurückführbare Gleichungen | 78 | ||
| 2.8 Transzendente Gleichungen | 80 | ||
| 2.9 Lineare Gleichungssysteme | 82 | ||
| 3 Planimetrie | 92 | ||
| 3.1 Geraden und Strecken | 93 | ||
| 3.2 Winkel | 93 | ||
| 3.3 Projektion | 95 | ||
| 3.4 Geometrische Örter | 95 | ||
| 3.5 Dreiecke | 95 | ||
| 3.6 Vierecke | 101 | ||
| 3.7 Reguläre n-Ecke | 104 | ||
| 3.8 Polygone | 105 | ||
| 3.9 Kreise | 106 | ||
| 3.10 Symmetrie | 108 | ||
| 3.11 Ähnlichkeit | 108 | ||
| 4 Stereometrie | 111 | ||
| 4.1 Prismen | 112 | ||
| 4.2 Zylinder | 113 | ||
| 4.3 Pyramiden | 114 | ||
| 4.4 Kegel | 115 | ||
| 4.5 Cavalieri'sches Prinzip | 116 | ||
| 4.6 Kugeln | 116 | ||
| 5 Funktionen | 118 | ||
| 5.1 Definition und Darstellungen von Funktionen | 119 | ||
| 5.2 Verhalten von Funktionen | 121 | ||
| 5.3 Einteilung der elementaren Funktionen | 124 | ||
| 5.4 Ganze rationale Funktionen | 126 | ||
| 5.5 Gebrochene rationale Funktionen | 135 | ||
| 5.6 Irrationale Funktionen | 139 | ||
| 5.7 Transzendente Funktionen | 141 | ||
| 6 Trigonometrie | 143 | ||
| 6.1 Definition der trigonometrischen Funktionen | 144 | ||
| 6.2 Trigonometrische Funktionen für beliebige Winkel | 145 | ||
| 6.3 Beziehungen für den gleichen Winkel | 146 | ||
| 6.4 Graphen der trigonometrischen Funktionen | 146 | ||
| 6.5 Reduktionsformeln | 148 | ||
| 6.6 Additionstheoreme | 148 | ||
| 6.7 Sinussatz und Kosinussatz | 149 | ||
| 6.8 Arkusfunktionen | 150 | ||
| 7 Analytische Geometrie | 152 | ||
| 7.1 Koordinatensysteme | 153 | ||
| 7.2 Geraden | 155 | ||
| 7.3 Kreise | 159 | ||
| 7.4 Kugeln | 161 | ||
| 7.5 Kegelschnitte | 161 | ||
| 7.6 Vektoren | 168 | ||
| 8 Differential- und Integralrechnung | 174 | ||
| 8.1 Folgen | 175 | ||
| 8.2 Reihen | 177 | ||
| 8.3 Grenzwerte von Funktionen | 181 | ||
| 8.4 Ableitung einer Funktion | 184 | ||
| 8.5 Integralrechnung | 196 | ||
| 8.6 Funktionenreihen | 205 | ||
| 9 Anhang | 213 | ||
| 9.1 Symbole und Bezeichnungsweisen | 214 | ||
| 9.2 Das griechische Alphabet | 215 | ||
| Teil II Physik | 216 | ||
| 10 Einführung | 217 | ||
| 10.1 Physikalische Größen | 218 | ||
| 10.2 SI-System | 218 | ||
| 11 Mechanik | 220 | ||
| 11.1 Kinematik des Massenpunktes | 221 | ||
| 11.2 Dynamik | 226 | ||
| 11.3 Elastische Verformung fester Körper | 237 | ||
| 11.4 Mechanik der ruhenden Flüssigkeiten und Gase | 237 | ||
| 11.5 Hydrodynamik | 239 | ||
| 12 Thermodynamik | 240 | ||
| 12.1 Grundbegriffe | 241 | ||
| 12.2 Temperatur | 241 | ||
| 12.3 Thermische Ausdehnung | 241 | ||
| 12.4 Ideale Gase | 243 | ||
| 12.5 Wärmeübertragung | 246 | ||
| 13 Schwingungen | 247 | ||
| 13.1 Freie ungedämpfte harmonische Schwingungen | 248 | ||
| 13.2 Gedämpfte Schwingungen | 249 | ||
| 13.3 Erzwungene Schwingungen | 249 | ||
| 13.4 Überlagerung harmonischer Schwingungen | 250 | ||
| 14 Wellen | 252 | ||
| 14.1 Harmonische Wellen | 253 | ||
| 14.2 Huygens'sches Prinzip | 255 | ||
| 14.3 Dopplereffekt | 256 | ||
| 15 Akustik | 258 | ||
| 15.1 Schallausbreitung | 259 | ||
| 15.2 Reflexion, Transmission, Absorption | 259 | ||
| 15.3 Ultraschall | 260 | ||
| 16 Optik | 261 | ||
| 16.1 Eigenschaften des Lichtes | 262 | ||
| 16.2 Geometrische Optik | 262 | ||
| 16.3 Wellenoptik | 270 | ||
| 16.4 Photometrie | 272 | ||
| 16.5 Licht als Korpuskel | 275 | ||
| Literatur | 276 | ||
| 17 Anhang | 277 | ||
| 17.1 Physikalische Größen und Einheiten | 278 | ||
| 17.2 Zahlenwerte physikalischer Größen | 278 | ||
| Teil III Werkstoffkunde | 279 | ||
| 18 Stoffe | 280 | ||
| 18.1 Eigenschaften der Stoffe | 281 | ||
| 18.2 Atombau und Periodensystem | 281 | ||
| 18.3 Aufbau der festen Körper | 283 | ||
| 18.4 Chemische Grundzusammenhänge | 285 | ||
| 18.5 Elektrochemie | 287 | ||
| 19 Elektrische Leitfähigkeit | 289 | ||
| 19.1 Leitungsmechanismus | 290 | ||
| 19.2 Isolator | 290 | ||
| 19.3 Halbleiter | 291 | ||
| 19.4 Normalleiter | 291 | ||
| 19.5 Supraleiter | 292 | ||
| 19.6 Halleffekt | 292 | ||
| 20 Elektrische Leiter | 294 | ||
| 20.1 Normalleiter | 295 | ||
| 20.2 Halbleiter | 295 | ||
| 20.3 Supraleiter | 297 | ||
| 21 Magnetische Leitfähigkeit | 299 | ||
| 21.1 Modellvorstellung | 300 | ||
| 21.2 Verhalten von Materie im Magnetfeld | 300 | ||
| 21.3 Magnetisierung | 301 | ||
| 21.4 Magnetisierungskurve | 302 | ||
| 21.5 Permeabilität | 303 | ||
| 22 Magnetika | 305 | ||
| 22.1 Metalloxide (Ferrite) | 306 | ||
| 22.2 Weichmagnetika | 306 | ||
| 22.3 Hartmagnetika (Dauermagnete) | 310 | ||
| 23 Dielektrische Eigenschaften | 313 | ||
| 23.1 Modellvorstellungen zur dielektrischen Polarisation | 314 | ||
| 23.2 Dielektrische Materialeinteilung | 315 | ||
| 23.3 Elektrische Materialeinteilung | 315 | ||
| 24 Dielektrika | 317 | ||
| 24.1 Natürliche anorganische Dielektrika | 318 | ||
| 24.2 Natürliche organische Dielektrika | 319 | ||
| 24.3 Künstliche anorganische Dielektrika | 319 | ||
| 24.4 Künstliche organische Dielektrika | 320 | ||
| 24.5 Silikone | 321 | ||
| Literatur | 321 | ||
| Teil IV Grundlagen der Elektrotechnik | 322 | ||
| 25 Grundbegriffe | 323 | ||
| 25.1 Aufbau der Atome | 324 | ||
| 25.2 Ladungsträger | 324 | ||
| 25.3 Spannung | 324 | ||
| 25.4 Strom | 324 | ||
| 25.5 Das Ohm'sche Gesetz | 325 | ||
| 25.6 Spezifischer Widerstand, Leitfähigkeit | 325 | ||
| 25.7 Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstandes von Metallen | 326 | ||
| 26 Der Gleichstromkreis | 328 | ||
| 26.1 Zählpfeilsysteme | 329 | ||
| 26.2 Kirchhoff'sche Gesetze | 329 | ||
| 26.3 Schaltung von Widerständen | 330 | ||
| 26.4 Reale Spannungsquelle | 332 | ||
| 26.5 Ersatzstromquelle | 333 | ||
| 26.6 Netzwerkberechnung | 334 | ||
| 26.7 Energie, Leistung, Wirkungsgrad | 337 | ||
| 27 Das Elektrische Feld | 340 | ||
| 27.1 Grundgrößen | 341 | ||
| 27.2 Materie im elektrischen Feld | 343 | ||
| 27.3 Kondensatoren | 344 | ||
| 28 Das Magnetische Feld | 351 | ||
| 28.1 Feldlinien | 352 | ||
| 28.2 Magnetische Grundgrößen | 353 | ||
| 28.3 Kräfte im Magnetfeld | 357 | ||
| 28.4 Energie des Magnetfeldes | 360 | ||
| 28.5 Materie im Magnetfeld | 360 | ||
| 28.6 Magnetische Kreise | 364 | ||
| 29 Induktion | 368 | ||
| 29.1 Induktion bei Änderung der Fläche | 369 | ||
| 29.2 Induktion bei Änderung des Magnetfeldes | 370 | ||
| 29.3 Die Induktivität einer Spule | 371 | ||
| 30 Wechselstrom | 375 | ||
| 30.1 Grundbegriffe des Wechselstroms | 376 | ||
| 30.2 Grundschaltelemente im Wechselstromkreis | 378 | ||
| 30.3 Schaltungen von Wechselstromwiderständen | 381 | ||
| 30.4 Passive Filter | 390 | ||
| 30.5 Schwingkreise | 392 | ||
| 30.6 Leistung und Arbeit im Wechselstromkreis | 393 | ||
| 31 Drehstrom | 396 | ||
| 31.1 Erzeugung von mehrphasigem Wechselstrom | 397 | ||
| 31.2 Phasenverkettung | 397 | ||
| 31.3 Leistung des Dreiphasenstroms | 399 | ||
| 31.4 Das unsymmetrische Dreiphasensystem | 400 | ||
| Literatur | 402 | ||
| Teil V Elektronik | 403 | ||
| 32 Leitungsmechanismen bei Halbleitern, pn-Übergang | 404 | ||
| 32.1 Einführung in die Halbleiterphysik | 405 | ||
| 32.2 Der pn-Übergang | 407 | ||
| 33 Dioden | 408 | ||
| 33.1 Kennlinien | 409 | ||
| 33.2 Kenndaten und Grenzwerte | 410 | ||
| 33.3 Kennzeichnung von Halbleiter-Bauelementen | 412 | ||
| 33.4 Diodenarten | 413 | ||
| 33.5 Anwendungsschaltungen | 417 | ||
| 34 Mehrschichtdioden und -trioden | 426 | ||
| 34.1 Vierschichtdioden | 427 | ||
| 34.2 Thyristoren | 428 | ||
| 34.3 Diac | 431 | ||
| 34.4 Triac | 432 | ||
| 34.5 Schutz der Dioden und Trioden | 432 | ||
| 34.6 Zündmethoden | 433 | ||
| 35 Transistoren | 436 | ||
| 35.1 Bipolare Transistoren | 437 | ||
| 35.2 Feldeffekttransistoren (FET) | 443 | ||
| 36 Besondere Halbleiter-Bauelemente | 452 | ||
| 36.1 Unijunction-Transistor (Doppelbasisdiode) | 453 | ||
| 36.2 Darlington-Transistor | 454 | ||
| 36.3 VMOS-Transistoren | 455 | ||
| 36.4 SIPMOS-Transistoren | 455 | ||
| 36.5 IGBT | 457 | ||
| 37 Analoge Verstärker | 459 | ||
| 37.1 Bipolarer Transistor als Verstärker | 460 | ||
| 37.2 Feldeffekt-Transistor als Verstärker | 471 | ||
| 37.3 Mehrstufige Verstärker | 480 | ||
| 38 Endstufen | 486 | ||
| 38.1 Betriebsarten | 487 | ||
| 38.2 Schaltungen | 487 | ||
| 39 Operationsverstärker | 493 | ||
| 39.1 Einführung | 494 | ||
| 39.2 Differenzverstärker | 494 | ||
| 39.3 Grundlagen des OP | 495 | ||
| 39.4 Operationsverstärker als Verstärker | 497 | ||
| 40 Elektronische Schalter, Kippstufen | 506 | ||
| 40.1 Transistor als Schalter | 507 | ||
| 40.2 Kippschaltungen mit Transistoren | 510 | ||
| 40.3 Operationsverstärker als Schalter | 514 | ||
| 40.4 Kippschaltungen mit Operationsverstärker | 514 | ||
| 40.5 Zeitgeber 555 | 517 | ||
| 40.6 Trigger TCA 345 A | 518 | ||
| 41 Oszillatoren | 519 | ||
| 41.1 Allgemeines | 520 | ||
| 41.2 Sinusgeneratoren (RC-Oszillatoren) | 520 | ||
| 41.3 Funktionsgeneratoren | 522 | ||
| 42 Schaltungstechniken | 524 | ||
| 42.1 Integrierte Schaltungen | 525 | ||
| 42.2 SMD-Technik | 527 | ||
| 43 Optoelektronik | 529 | ||
| 43.1 Grundsätzliche Überlegungen | 530 | ||
| 43.2 Optoelektronische Bauelemente | 530 | ||
| 43.3 Anzeigeeinheiten | 537 | ||
| 43.4 Signalübertragung mit Optokoppler | 539 | ||
| 43.5 Faseroptische Übertragungsmittel | 539 | ||
| 44 Analog-Digital-Wandler | 541 | ||
| 44.1 Grundlagen | 542 | ||
| 44.2 Spannungs-Frequenz-Wandler | 542 | ||
| 44.3 Sägezahnverfahren | 542 | ||
| 44.4 Dual-Slope-Verfahren | 543 | ||
| 44.5 Flash-Wandler | 543 | ||
| 44.6 Wandler nach dem Wägeverfahren | 544 | ||
| 44.7 Integrierte Wandler | 544 | ||
| 45 Digital-Analog-Wandler | 545 | ||
| 45.1 Grundlagen | 546 | ||
| 45.2 D/A-Wandler-Varianten | 546 | ||
| 45.3 Integrierte Wandler | 547 | ||
| Teil VI Technische Kommunikation/Technisches Zeichnen | 548 | ||
| 46 Grundlagen der zeichnerischen Darstellung | 549 | ||
| 46.1 Zeichengeräte | 550 | ||
| 46.2 Normen für Technische Zeichnungen | 550 | ||
| 46.3 Normteile und Konstruktionselemente | 551 | ||
| 46.4 Nutzen der Normung | 561 | ||
| 47 Schaltungsunterlagen | 562 | ||
| 47.1 Schaltzeichen nach DIN | 565 | ||
| 47.2 Elektrische Betriebsmittel | 567 | ||
| 47.3 Schaltungsunterlagen der Energietechnik | 567 | ||
| 47.4 Schaltungsunterlagen der Elektronik | 572 | ||
| 47.5 Projektierung | 576 | ||
| 48 Schaltungssynthese und -analyse | 578 | ||
| 48.1 Beispiele aus der Elektrotechnik | 579 | ||
| 48.2 Beispiele aus der Elektronik | 579 | ||
| 49 CAD-Technik | 582 | ||
| 49.1 Allgemeines | 583 | ||
| 49.2 Hardware und Software | 583 | ||
| 49.3 Erstellen von Schaltplänen | 583 | ||
| 49.4 Erstellen von Layouts | 583 | ||
| 49.5 Anwendungen in der Elektronik | 587 | ||
| 49.6 Auswahl von CAD-Systemen | 587 | ||
| Teil VII Datentechnik | 588 | ||
| 50 Digitaltechnik | 589 | ||
| 50.1 Grundbegiffe der Digitaltechnik | 590 | ||
| 50.2 Logische Grundschaltungen | 590 | ||
| 50.3 Schaltalgebra | 593 | ||
| 50.4 Zahlensysteme in der Digital- und Datenverarbeitung | 602 | ||
| 50.5 Codes | 606 | ||
| 50.6 Digitale Grundschaltungen | 611 | ||
| 51 Integrierte Schaltkreise der Digitaltechnik | 633 | ||
| 51.1 Allgemeines | 634 | ||
| 51.2 Umgang mit integrierten Schaltungen | 634 | ||
| 51.3 Daten und Begriffe der Logikschaltungen | 634 | ||
| 51.4 TTL-Familie | 637 | ||
| 51.5 Emittergekoppelte Logik | 641 | ||
| 51.6 Integrierte MOS-Schaltungen | 642 | ||
| 51.7 Interfaceschaltungen | 646 | ||
| 51.8 Anwendungsspezifische integrierte Schaltungen | 647 | ||
| 51.9 Gehäuse | 659 | ||
| 52 Mikrocomputertechnik | 660 | ||
| 52.1 Komponenten eines Mikrocomputers | 661 | ||
| 52.2 Mikroprozessoren | 661 | ||
| 52.3 Halbleiterspeicher | 675 | ||
| 52.4 Peripheriebausteine | 688 | ||
| 52.5 Mikrocontroller | 707 | ||
| 52.6 Maschinensprache | 717 | ||
| 52.7 Befehlsvorrat | 725 | ||
| 52.8 Hinweise zur Programmierung und Progammbeispiele | 725 | ||
| 53 Computertechnik | 728 | ||
| 53.1 Komponenten eines Computers | 729 | ||
| 53.2 Massenspeicher | 729 | ||
| 53.3 Eingabegeräte | 735 | ||
| 53.4 Ausgabegeräte | 735 | ||
| 54 Programmiertechnik | 740 | ||
| 54.1 Programmiersprachen | 741 | ||
| 54.2 Grundlagen der Programmierung | 743 | ||
| 55 Datenkommunikation | 746 | ||
| 55.1 Einführung | 747 | ||
| 55.2 Computernetzwerke | 748 | ||
| 55.3 Einteilung von Netzwerken | 749 | ||
| 55.4 Netzwerk-Topologien | 751 | ||
| 55.5 Das OSI-Referenzmodell | 753 | ||
| 55.6 Industrial Ethernet | 768 | ||
| Literatur | 768 | ||
| Teil VIII Automatisierungstechnik | 769 | ||
| 56 Einführung | 770 | ||
| 57 Automatisierungsgeräte | 772 | ||
| 58 Grundzüge der SPS-Norm IEC 61131-3 | 776 | ||
| 58.1 Programmorganisationskonzept | 777 | ||
| 58.2 Deklaration von FB- und FC-Bausteinen | 777 | ||
| 58.3 Variablen | 779 | ||
| 58.4 Programmiersprachen | 781 | ||
| 59 Programmstrukturen | 783 | ||
| 59.1 Lineares Programm | 784 | ||
| 59.2 Gegliedertes Programm | 784 | ||
| 59.3 Parametrierbares Programm | 784 | ||
| 60 Eingabe- und Ausgabesignale | 785 | ||
| 60.1 Binäre Signale | 786 | ||
| 60.2 Digitale Signale | 786 | ||
| 60.3 Analoge Signale | 786 | ||
| 61 Eingabe-/Ausgabebaugruppen | 787 | ||
| 62 Verknüpfungssteuerungen | 789 | ||
| 62.1 Logische Grundverknüpfungen in verschiedenen Darstellungen | 790 | ||
| 62.2 Zusammengesetzte logische Grundverknüpfungen | 790 | ||
| 62.3 Schließer- und Öffnerkontakte, Drahtbruchsicherheit, Erdschlussgefahr | 790 | ||
| 62.4 Speicherfunktionen | 791 | ||
| 62.5 Flankenauswertung | 793 | ||
| 62.6 Darstellung und Eigenschaften elektropneumatischer Stellglieder | 793 | ||
| 62.7 Regeln für das Umsetzen von Schützschaltungen in SPS-Programme | 794 | ||
| 62.8 Zeitfunktionen | 795 | ||
| 62.9 Zählerfunktionen | 795 | ||
| 62.10 Vergleichsfunktionen | 796 | ||
| 62.11 MOVE-Funktion | 797 | ||
| 62.12 EN/ENO-Mechanismus | 797 | ||
| 63 Aufruf und Wertübergaben zwischen Bausteinen nach IEC 61131-3 | 798 | ||
| 63.1 Aufrufhierarchie der Bausteine P, FB und FC | 799 | ||
| 63.2 Aufruf von Funktionsbausteinen in FBS | 799 | ||
| 63.3 Aufruf von Funktionsbausteinen in AWL | 799 | ||
| 63.4 Aufruf von Funktionen in AWL | 800 | ||
| 64 Ablaufsteuerung | 801 | ||
| 64.1 Ablauf-Funktionsplan | 802 | ||
| 64.2 Grafische Darstellung von Ablaufsteuerungsfunktionen | 802 | ||
| 64.3 Betriebsartenteil und Bedienfeld | 805 | ||
| 65 Kommunikation in Automatisierungssystemen | 807 | ||
| 65.1 Bussysteme | 808 | ||
| 65.2 PROFINET – Offener Industrial Ethernet Standard | 809 | ||
| 65.3 OPC-Technologie | 810 | ||
| 66 Steuerungssicherheit | 811 | ||
| 66.1 Europäische Richtlinien und Sicherheitsnormen | 812 | ||
| 66.2 Sicherheitsbegriff | 812 | ||
| 67 Regelungstechnische Grundbegriffe der Automatisierungstechnik | 815 | ||
| 67.1 Unterschied zwischen Steuern und Regeln, regelungstechnische Größen | 816 | ||
| 67.2 Regler-Technologien | 817 | ||
| 68 Regelstrecken | 819 | ||
| 68.1 Beispiele für Regelstrecken | 820 | ||
| 68.2 Beschreibungsmittel zur Darstellung von Regelstreckeneigenschaften | 820 | ||
| 69 Regler | 824 | ||
| 69.1 P-Regler, P-Regelfunktion | 825 | ||
| 69.2 I-Regler, I-Regelfunktion | 827 | ||
| 69.3 PI-Regler, PI-Regelfunktion | 827 | ||
| 69.4 PID-Regler, PID-Regelfunktion | 827 | ||
| 69.5 Vergleich der verschiedenen Reglertypen | 828 | ||
| 69.6 PID-Reglerbaustein für digitale Abtastregelung | 828 | ||
| 69.7 SPS als kontinuierlicher PID-Abtastregler | 829 | ||
| 69.8 Digitaler Schrittregler mit PI-Verhalten | 830 | ||
| 69.9 Zweipunktregler, Zweipunkt-Regelfunktion | 831 | ||
| 69.10 Regelgüte | 831 | ||
| Literatur | 832 | ||
| Teil IX Regelungstechnik | 833 | ||
| 70 Einführung | 834 | ||
| 71 Strukturbild und Übertragungsglieder | 837 | ||
| 71.1 Strukturbild | 838 | ||
| 71.2 Übertragungsglieder | 838 | ||
| 71.3 Klassifikation von Übertragungsgliedern | 839 | ||
| 71.4 Beschreibung von Übertragungsgliedern um einen Arbeitspunkt | 839 | ||
| 71.5 Impulsantwort und Sprungantwort einfacher Übertragungsglieder | 840 | ||
| 72 Übertragungsverhalten linearer, zeitinvarianterÜbertragungsglieder | 843 | ||
| 72.1 Übertragungsfunktion | 844 | ||
| 72.2 Frequenzgangfunktion | 844 | ||
| 72.3 Frequenzkennlinien elementarer Übertragungsfunktionen | 845 | ||
| 73 Stabilität | 849 | ||
| 73.1 Definition der Stabilität | 850 | ||
| 73.2 Stabilitätskriterien | 850 | ||
| 74 Entwurf von Regelkreisen | 855 | ||
| 74.1 Forderungen an die Regelung | 856 | ||
| 74.2 Reglertypen | 857 | ||
| 74.3 Faustregeln für die Wahl der Reglerstruktur und der Reglerparameter | 859 | ||
| 74.4 Reglerentwurf mit dem Frequenzkennlinienverfahren | 860 | ||
| 74.5 Einstellregeln bei speziellen Regelstrecken | 861 | ||
| Literatur | 862 | ||
| Teil X Messtechnik | 863 | ||
| 75 Grundlagen und Grundbegriffe der Messtechnik | 864 | ||
| 75.1 Begriffe | 865 | ||
| 75.2 Einheiten | 865 | ||
| 75.3 Messabweichung, Messfehler | 866 | ||
| 75.4 Abweichungsfortpflanzung, Fehlerfortpflanzung | 868 | ||
| 75.5 Fehlerangaben von Messgeräten | 870 | ||
| 75.6 Arithmetischer Mittelwert und Effektivwert von Wechselgrößen | 871 | ||
| 75.7 Häufigkeitsverteilung, Vertrauensbereich | 871 | ||
| 75.8 Bearbeitung und Auswertung von Messwerten | 872 | ||
| 76 Analog anzeigende Messgeräte | 873 | ||
| 76.1 Grundlagen | 874 | ||
| 76.2 Drehspul-Messwerk | 874 | ||
| 76.3 Dreheisen-Messwerk | 875 | ||
| 76.4 Elektrodynamisches Messwerk | 875 | ||
| 76.5 Symbole und Instrumentenbeschriftungen | 876 | ||
| 77 Oszilloskop | 877 | ||
| 77.1 Übersicht | 878 | ||
| 77.2 Aufbau eines Oszilloskopes | 878 | ||
| 77.3 Zusatzeinrichtungen | 880 | ||
| 78 Schreibende Messgeräte | 883 | ||
| 78.1 Betriebsarten | 884 | ||
| 78.2 Schreibstiftauslenkung | 884 | ||
| 79 Digital anzeigende Messgeräte | 885 | ||
| 79.1 Digitalvoltmeter | 886 | ||
| 79.2 Digitalmultimeter | 886 | ||
| 79.3 Messung von Kapazitäten, Frequenzen und Stromverstärkungen | 887 | ||
| 79.4 Messung von Temperaturen | 887 | ||
| 80 Messverfahren zur Messung elektrischer Größen | 889 | ||
| 80.1 Messung von Gleichspannungen | 890 | ||
| 80.2 Messung von Gleichströmen | 891 | ||
| 80.3 Messbereichserweiterung | 892 | ||
| 80.4 Messung von Wechselspannungen | 892 | ||
| 80.5 Messung von Wechselströmen | 894 | ||
| 80.6 Widerstands- und Impedanzmessung | 894 | ||
| 80.7 Leistungsmessung | 899 | ||
| 80.8 Messung der Arbeit | 904 | ||
| 80.9 Messung von L, C, Gütefaktor und Verlustfaktor | 905 | ||
| 80.10 Messung magnetischer Größen | 906 | ||
| 81 Messverfahren zur Messung nichtelektrischer Größen | 909 | ||
| 81.1 Messaufnehmer | 911 | ||
| 81.2 Messverfahren | 918 | ||
| 82 Messdatenaufbereitung | 930 | ||
| 82.1 Verringerung der Störeinflüsse von außen | 931 | ||
| 82.2 Messverstärker | 932 | ||
| 83 Bussysteme für die Messtechnik | 934 | ||
| 83.1 Grundbegriffe | 935 | ||
| 83.2 IEC-Bus | 935 | ||
| 83.3 DIN-Messbus | 936 | ||
| 83.4 Aktuator-Sensor-Interface (ASI) | 936 | ||
| 83.5 CAN-BUS | 939 | ||
| 83.6 USB-Übertragung | 939 | ||
| 83.7 LAN (Local Area Network) | 939 | ||
| 84 Probleme bei der Digitalisierung analoger Messwerte | 940 | ||
| 84.1 Fehler bei der Digitalisierung | 941 | ||
| 84.2 Signal-Quantisierungs-Geräuschabstand | 941 | ||
| 84.3 Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses | 942 | ||
| 84.4 Abtast-Halte-Glied | 942 | ||
| 84.5 Aliasing | 942 | ||
| 84.6 Erfassung von Momentanwerten | 943 | ||
| 85 PC-gestützte Messverfahren und Messsignalanalyse | 944 | ||
| 85.1 Statistische Verfahren zur Messsignalauswertung | 945 | ||
| 85.2 Graphische Darstellung | 945 | ||
| 85.3 Ermittlung von Kenngrößen, Klassierung | 946 | ||
| 85.4 Messsignalanalyse | 946 | ||
| 85.5 Automatisierung von Messabläufen | 947 | ||
| Literatur | 947 | ||
| Teil XI Energietechnik | 948 | ||
| 86 Elektrische Maschinen | 949 | ||
| 86.1 Transformatoren | 950 | ||
| 86.2 Drehstrommaschinen | 962 | ||
| 86.3 Einphasen-Asynchronmotoren | 974 | ||
| 86.4 Drehstrommotor im Einphasenbetrieb | 975 | ||
| 86.5 Sonderbauformen | 975 | ||
| 86.6 Gleichstrommaschinen | 977 | ||
| 86.7 Auswahl von Motoren | 987 | ||
| Literatur | 993 | ||
| 87 Elektrische Energieversorgung | 994 | ||
| 87.1 Energiewirtschaftliche Rahmenbedingungen | 995 | ||
| 87.2 Elektrische Energieerzeugung | 998 | ||
| 87.3 Elektrische Energieübertragung und Energieverteilung | 1019 | ||
| 87.4 Elektrische Betriebsmittel | 1038 | ||
| Literatur | 1059 | ||
| 88 Elektrische Energieanwendung | 1060 | ||
| 88.1 Kompensationsanlagen | 1061 | ||
| 88.2 Beleuchtungsanlagen | 1062 | ||
| Literatur | 1066 | ||
| Teil XII Leistungselektronik | 1067 | ||
| 89 Halbleiter in der Leistungselektronik | 1068 | ||
| 90 Leistungshalbleiter | 1070 | ||
| 90.1 Halbleiterdioden | 1071 | ||
| 90.2 Bipolartransistoren | 1074 | ||
| 90.3 Feldeffekttransistoren | 1080 | ||
| 90.4 IGBT-Transistoren | 1083 | ||
| 90.5 Thyristoren | 1084 | ||
| 91 Einsatz von Leistungshalbleitern als Schalter | 1092 | ||
| 91.1 Schalter allgemein | 1093 | ||
| 91.2 Halbleiter-Relais | 1094 | ||
| 91.3 Halbleiterkühlung | 1095 | ||
| 91.4 Ansteuerschaltungen | 1098 | ||
| 91.5 Schutzschaltungen | 1103 | ||
| Teil XIII Nachrichtentechnik | 1107 | ||
| 92 Grundlagen der Nachrichtenübertragung | 1108 | ||
| 92.1 Prinzip der elektrischen Nachrichtenübertragung | 1109 | ||
| 92.2 Aufgaben der Nachrichtentechnik | 1110 | ||
| 92.3 Grundbegriffe | 1110 | ||
| 92.4 Nachricht, Information und Signal | 1111 | ||
| 92.5 Kenngrößen der Übertragungsstrecke | 1124 | ||
| 93 Zweitore, Vierpole | 1127 | ||
| 93.1 Zweitor allgemein | 1128 | ||
| 93.2 Spezielle Zweitore | 1135 | ||
| 93.3 Wellenparameter passiver Zweitore | 1137 | ||
| 94 Leitungen | 1141 | ||
| 94.1 Leitungsbeläge und Leitungsgleichungen | 1142 | ||
| 94.2 Leitung mit sinusförmigen Spannungen und Strömen | 1143 | ||
| 94.3 Leitung mit sinusförmigen Spannungen und Strömen und beliebiger Abschlussimpedanz Z_e | 1146 | ||
| 94.4 Verlustlose Leitung | 1149 | ||
| 94.5 Daten von Leitungen | 1157 | ||
| 94.6 Hochfrequenzleitungen | 1157 | ||
| 94.7 s-Parameter | 1164 | ||
| 94.8 Kreisdiagramm | 1166 | ||
| 95 Antennen | 1173 | ||
| 95.1 Grundlagen | 1174 | ||
| 95.2 Kenngrößen | 1176 | ||
| 95.3 Ausführungsformen von Antennen | 1178 | ||
| 95.4 Wellenausbreitung | 1180 | ||
| 96 Modulation | 1183 | ||
| 96.1 Übersicht | 1184 | ||
| 96.2 Sinusträger – mit Analogsignal moduliert | 1184 | ||
| 96.3 Sinusträger – mit Digitalsignal moduliert | 1197 | ||
| 96.4 Pulsträger uncodiert | 1201 | ||
| 97 Filter | 1209 | ||
| 97.1 Einfache passive R-C-Filter | 1210 | ||
| 97.2 Weitere Ausführungsformen | 1215 | ||
| 97.3 Allgemeiner Filterentwurf | 1218 | ||
| 98 Empfängerschaltungstechnik | 1225 | ||
| 98.1 Geradeausempfänger | 1226 | ||
| 98.2 Überlagerungsempfänger | 1226 | ||
| 98.3 Automatische Verstärkungsregelung (AVR) | 1226 | ||
| 98.4 Weitere Schaltungskonzepte | 1227 | ||
| 99 Ton- und Bildübertragung | 1228 | ||
| 99.1 Rundfunk-Stereoübertragung | 1229 | ||
| 99.2 Digitale Farbfernsehtechnik | 1230 | ||
| 100 Mehrfachübertragung – Multiplexverfahren | 1236 | ||
| 100.1 Zeitmultiplexverfahren | 1237 | ||
| 100.2 Frequenzmultiplexverfahren | 1238 | ||
| 100.3 Raummultiplexverfahren | 1239 | ||
| 101 Richtfunktechnik | 1240 | ||
| 102 Nachrichtenübertragung über Satellit | 1243 | ||
| 103 Nachrichtenübertragung über Lichtwellenleiter (LWL) | 1247 | ||
| 103.1 Physikalische Grundlagen | 1248 | ||
| 103.2 Grundmodelle von Lichtwellenleitern | 1249 | ||
| 103.3 Technische Ausführung von Lichtwellenleitern | 1251 | ||
| 103.4 Lichtsender | 1252 | ||
| 103.5 Lichtempfänger | 1252 | ||
| 103.6 Verbinden von Lichtleitern | 1253 | ||
| 103.7 Optische Schalter | 1253 | ||
| 104 Funkmesstechnik | 1254 | ||
| 104.1 Radar | 1255 | ||
| 104.2 Funkortungssystem OMEGA | 1257 | ||
| 104.3 GPS – Global Positioning System | 1257 | ||
| 105 Elektroakustische Wandler | 1259 | ||
| 105.1 Definitionen, Kenngrößen | 1260 | ||
| 105.2 Schallempfänger | 1261 | ||
| 105.3 Schallsender | 1265 | ||
| 106 Vermittlungstechnik | 1268 | ||
| 106.1 Grundbegriffe | 1269 | ||
| 106.2 Vermittlung | 1269 | ||
| 106.3 Verkehrstheorie | 1270 | ||
| 106.4 Endgerät | 1271 | ||
| 107 Kommunikations- und Datennetze | 1273 | ||
| 107.1 Strukturen lokaler Kommunikations- und Datennetze | 1274 | ||
| 107.2 Öffentliche Kommunikations- und Datensysteme | 1274 | ||
| 107.3 Öffentliche Funknetze | 1279 | ||
| 107.4 Private Funknetze | 1281 | ||
| 108 Optimierte Nachrichten- und Datenübertragung | 1283 | ||
| 108.1 Codierung | 1284 | ||
| 108.2 Optimalfilter | 1290 | ||
| 108.3 Anwendung der Korrelation bei gestörten Signalen | 1291 | ||
| 108.4 Verschlüsselung von Daten | 1292 | ||
| 108.5 Fensterung | 1295 | ||
| Literatur | 1296 | ||
| Teil XIV Signal- und Systemtheorie | 1298 | ||
| 109 Einführung | 1300 | ||
| 109.1 Darstellung in der Zeit- und in der Frequenzebene | 1301 | ||
| 109.2 Hinweise zur Anwendung | 1302 | ||
| 110 Grundbegriffe | 1303 | ||
| 111 Periodische nichtsinusförmige zeitkontinuierliche Signale | 1305 | ||
| 111.1 Reelle und komplexe Fourierreihe | 1306 | ||
| 111.2 Beispiele und Anwendungen | 1307 | ||
| 112 Nichtperiodische zeitkontinuierliche Signale | 1311 | ||
| 112.1 Fouriertransformation | 1312 | ||
| 112.2 Laplacetransformation | 1315 | ||
| 113 Spezielle Signale | 1326 | ||
| 113.1 Stoßfunktion, -Funktion, Dirac-Impuls | 1327 | ||
| 113.2 Sprungfunktion (t) | 1327 | ||
| 113.3 Verknüpfung von - und -Funktion | 1328 | ||
| 113.4 Harmonische Schwingungen | 1328 | ||
| 114 Leistung | 1329 | ||
| 115 Faltungsintegral | 1332 | ||
| 116 Abtasttheorem | 1335 | ||
| 117 Nichtkontinuierliche (zeitdiskrete) Signale | 1337 | ||
| 117.1 Diskrete Fouriertransformation (DFT) | 1338 | ||
| 117.2 Schnelle Fouriertransformation (FFT) | 1339 | ||
| 117.3 z-Transformation | 1340 | ||
| 118 Zufällige Signale | 1343 | ||
| 118.1 Grundbegriffe und Kenngrößen | 1344 | ||
| 118.2 Verteilungen | 1347 | ||
| 118.3 Rauschen | 1349 | ||
| 118.4 Signalerkennung bei gestörter Übertragung | 1350 | ||
| Literatur | 1351 | ||
| Sachverzeichnis | 1352 |