Zusammenfassung - Grundlagen der Elektrotechnik - Prof. Palme
Zusammenfassung - Grundlagen der Elektrotechnik - Prof. Palme
Zusammenfassung - Grundlagen der Elektrotechnik - Prof. Palme
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<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Elektrostatik<br />
Elektrische Ladungen<br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Ladungen, Kräfte, Fel<strong>der</strong><br />
• Ursprung Ä Atommodell Ladung quantisiert Ä Elementarladung<br />
• Kräfte zwischen Ladungen Ä Coulombsches Gesetz<br />
Elektrische Feldstärke<br />
• Ladungen sind die Quellen des E-Felds<br />
• Elektrisches Feld einer Punktladung<br />
Dielektrische Verschiebungsdichte<br />
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•Materialgleichung des E-Felds Ä Verschiebungsdichte<br />
• Berechung <strong>der</strong> Ladung innerhalb Hülle Ä Gaußscher Satz<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Elektrostatik<br />
10.10.2012<br />
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Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 1<br />
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<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Elektrostatik<br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Energie, Potential, Spannung<br />
Elektrische Energie (Arbeit)<br />
• Energie im elektrischen Feld<br />
• Energie im Feld einer Punktladung<br />
Elektrisches Potential<br />
• Energie pro Ladung Ä Potential<br />
• Potential einer Punktladung<br />
Elektrische Spannung<br />
• Potentialdifferenz Ä Spannung<br />
• Spannung einer Punktladung<br />
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<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Elektrostatik<br />
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10.10.2012<br />
Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 2<br />
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wegunabhängig
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Elektrostatik<br />
Kapazität<br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Kondensatoren<br />
• Ladung pro Spannung Ä Kapazität<br />
• Kondensatoren<br />
Energie<br />
• gespeicherte Ladung Ä Energie<br />
Kombination<br />
Platten-<br />
• Parallelschaltung Ä U i = const<br />
• Reihenschaltung Ä Q i = const<br />
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CÉ Ç<br />
17.10.2012<br />
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Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 3<br />
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<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Elektrostatik<br />
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<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Gleichstrom<br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Gleichstrom<br />
Spannung • Ladungstrennung Ä Potentialdifferenz Ä QuellenspannungU<br />
Strom<br />
• Ladung pro Zeit Ä Stromstärke<br />
• Strom pro Fläche Ä Stromdichte<br />
Wi<strong>der</strong>stand und Leitwert<br />
• Spannung pro Strom Ä Wi<strong>der</strong>stand Ä spezifischer<br />
Ohmsches Gesetz<br />
• Strom pro Spannung Ä Leitwert<br />
• Temperaturabhängigkeit<br />
Ä Temperaturkoeffizient<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Gleichstrom<br />
I<br />
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Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 4<br />
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19.10.2012
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Stromkreisberechnungen<br />
Zählpfeilsysteme<br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Kirchhoffsche Gesetze<br />
• in technischer Stromrichtung (von + nach - ) Ä Strom positiv<br />
• von hohem zu niedrigem Potential (von + nach - ) Ä Spannung positiv<br />
Zählpfeile a-priori frei wählbar Ä resultierende Vorzeichen beziehen sich darauf<br />
Kirchhoffsche Gesetze<br />
• Knotenpunktregel Ä Ströme<br />
1. Kirchhoffsches Gesetz<br />
• Maschenregel Ä Spannungen<br />
2. Kirchhoffsches Gesetz<br />
ç k I<br />
Knoten<br />
çUk Masche<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Stromkreisberechungen<br />
É<br />
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0<br />
Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 5<br />
0<br />
24.10.2012<br />
Teilstrom addieren wenn Zählpfeil<br />
zum Knoten zeigt<br />
n Knoten Än– 1 unabhängige Glg.<br />
Teilspannung addieren wenn<br />
Zählpfeil entlang Maschenumlauf<br />
m Maschen, v Kanten<br />
Äv–(n – 1) unabhängige Glg.
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Stromkreisberechnungen<br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Kombination von Wi<strong>der</strong>ständen, Teiler<br />
Kombination von Wi<strong>der</strong>ständen<br />
• Reihenschaltung Ä I k = const<br />
• Parallelschaltung Ä U k = const<br />
Spannungs- und Stromteiler<br />
• Spannungsteiler Ä U k ~ R k<br />
„Spannungen wie Wi<strong>der</strong>stände“<br />
• Stromteiler Ä I k ~ G k = 1/R k<br />
„Ströme wie Leitwerte“<br />
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<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Stromkreisberechungen<br />
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Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 6<br />
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24.10.2012
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> Ç Stromkreisberechnungen<br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Strom- und Spannungsmessung<br />
Messung von Spannung und Strom<br />
• reale MessgerÄte Ä Innenwi<strong>der</strong>standR M,A (Amperemeter), R M,V (Voltmeter)<br />
• Messbereichserweiterungen<br />
– Stromerweiterung n : 1 Ä Parallelwi<strong>der</strong>stand (Shunt)<br />
– Spannungserweiterung n : 1ÄVorwi<strong>der</strong>stand<br />
• gleichzeitiges Messen von Strom und Spannung an Wi<strong>der</strong>stand R<br />
– Amperemeter zuerst (in Reihe mit R) Ä stromrichtig<br />
Strommessfehler ÅI = 0 , Spannungsmessfehler ÅU Å 0 für R M,A > R<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Stromkreisberechungen<br />
RN, A RM,<br />
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31.10.2012<br />
Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 7<br />
1)<br />
Ü1
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Stromkreisberechnungen<br />
Zweipole<br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Zweipoltheorie<br />
• Elektrische Komponenten (Bauteile) mit 2 Anschlüssen Ä Zweipol (Eintor)<br />
• Wi<strong>der</strong>stände, Kondensatoren, Spulen (R, C, L) Ä passive lineare Zweipole<br />
• Spannungsquellen, Stromquellen Ä aktive lineare Zweipole<br />
Charakterisierung<br />
• Belastungskennlinie mit Wi<strong>der</strong>stand R a Ä Strom-Spannungskennlinie I (U)<br />
• <strong>Zusammenfassung</strong> von aktiven und passiven Komponenten<br />
Ä Ersatzschaltbild (ESB): Spannungsquellen- und Stromquellen-ESB<br />
• ESBÄInnenwi<strong>der</strong>standR i und QuellenspannungU 0 bzw. QuellenstromI 0<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Stromkreisberechungen<br />
07.11.2012<br />
Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 8
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Stromkreisberechnungen<br />
Ersatzschaltbil<strong>der</strong><br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Zweipol-Ersatzschaltbil<strong>der</strong><br />
• Leerlauf Ä I = 0, U = U L = U 0<br />
• Kurzschluss Ä U = 0, I = I K = I 0<br />
Strom-Spannungskennlinie<br />
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Zweipol<br />
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U<br />
07.11.2012<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Stromkreisberechungen<br />
Spannungsquellen-ESB Stromquellen-ESB<br />
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Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 9<br />
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<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Stromkreisberechnungen<br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Zweipol-Zusammenschaltung<br />
Zusammenschaltung von aktiven linearen Zweipolen Ä Superposition<br />
• Reihenschaltung Ä Quellenspannungen addieren<br />
U<br />
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• Parallelschaltung Ä Quellenströme addieren<br />
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<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Stromkreisberechungen<br />
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14.11.2012<br />
Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 10<br />
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2
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> Ç Stromkreisberechnungen<br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Zweipol-Innenwi<strong>der</strong>stand<br />
Bestimmung des Innenwi<strong>der</strong>stands R i linearer Zweipole<br />
• über Belastungskennlinie Ä messtechnisches Verfahren (ÉblackboxÑ)<br />
– an 2 Arbeitspunkten (AP) Ra variieren, I(U) messen: èU<br />
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U<br />
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É<br />
AP1 Ä I1 (U1 ) , AP2 Ä I2 (U2 ) ÜèI<br />
I2Ü<br />
I1<br />
– zweckmäßig (sofern I K zulässig): U 1 = U L (Leerlauf), I 2 = I K (Kurzschluss)<br />
• über Netzwerkvereinfachung Ä rechnerisches Verfahren<br />
– alle (idealen) Spannungsquellen durch Kurzschluss ersetzen (R i = 0)<br />
– alle (idealen) Stromquellen durch Unterbrechung ersetzen (R i Å Ö)<br />
– verbleibendes Wi<strong>der</strong>standsnetzwerk schrittweise zusammenfassen<br />
unter Anwendung von Reihen- und Parallelschaltungsgleichung<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Stromkreisberechungen<br />
14.11.2012<br />
Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 11<br />
2
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Stromkreisberechnungen<br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Energie, Leistung, Anpassung, Wirkungsgrad<br />
Energie und Leistung<br />
• Elektrische Energie<br />
• Elektrische Leistung<br />
Leistungsanpassung<br />
• Leistung<br />
• Anpassungsverhältnis<br />
• Wirkungsgrad<br />
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<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Stromkreisberechungen<br />
2<br />
14.11.2012<br />
Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 12<br />
2<br />
U<br />
É<br />
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2<br />
2 U<br />
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Anpassung<br />
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i<br />
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P(R i,R a)<br />
2<br />
U0<br />
4R<br />
a
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Magnetismus<br />
Elementarfel<strong>der</strong><br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Magnetisches Feld, Feldstärke<br />
• Ursprung Ä Atommodell Spin (Kern, Elektronen) Ä Elementarfel<strong>der</strong><br />
• Magnetische Dipole Ä Wechselwirkung<br />
Magnetische Feldstärke<br />
• Atomare Elementarfel<strong>der</strong> o<strong>der</strong> bewegte Ladung sind Ursache des H-Felds<br />
• Feldlinien geschlossene Kurven von N Ä S, H-Feld quellenfrei Ä Wirbelfeld<br />
• Magnetische Feldstärke<br />
I<br />
H(<br />
r ) É<br />
2ÅÄ<br />
r<br />
eines vom Strom I durch-<br />
einer Ringspule<br />
H(<br />
r ) É<br />
flossenen geraden Leiters mit N Windungen<br />
2ÅÄ<br />
r<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Magnetismus<br />
21.11.2012<br />
NÄ<br />
I<br />
Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 13
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Magnetismus<br />
Durchflutung<br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Durchflutung<br />
• Summe aller Ströme die Fläche A durchtreten<br />
Ä Elektrische Durchflutung<br />
Ringspule mit N Windungen<br />
òÉ<br />
NÄ I<br />
• allgemeiner Zusammenhang zwischen Strom und magnetischem Feld<br />
Ä Durchflutungsgesetz Ä<br />
òÉ<br />
I<br />
ein<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Magnetismus<br />
É<br />
Ä<br />
ÑH( r ) Ä dr<br />
A<br />
21.11.2012<br />
Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 14
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Magnetismus<br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Magnetische Flussdichte, Permeabilität, Fluss<br />
Magnetische Flussdichte<br />
•Materialgleichung des H-Felds Ä Magnetische Flussdichte<br />
Ä Permeabilität r mit<br />
magnetische Feldkonstante<br />
Permeabilitätszahl ô É 1éö<br />
Suszeptibilität<br />
Magnetischer Fluss<br />
ôÉô 0ô<br />
• Gesamtfluss innerhalb Fläche A<br />
Ä Magnetischer Fluss<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Magnetismus<br />
r<br />
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É 4ÅÄ<br />
10<br />
Ä Ä<br />
BÉô<br />
H<br />
21.11.2012<br />
Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 15<br />
Ü7<br />
Vs<br />
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ÑBÄ A<br />
Ä Ä d B A<br />
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A<br />
B homogen<br />
ö
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Magnetismus<br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Magnetfel<strong>der</strong> in Materie<br />
Materie im magnetischen Feld<br />
• kleinere Flussdichte als im Vakuum<br />
Ä diamagnetisch ôrú 1 öú<br />
0 Beispiele: H2O, Cu, N2 • geringfügig höhere Flussdichte als im Vakuum<br />
Ä paramagnetisch ôrù 1 öù<br />
0 Beispiele: Al, Pt, Luft, O2 • viel höhere Flussdichte als im Vakuum<br />
Ä ferromagnetisch Beispiele: Fe, Ni, Co<br />
ô r<br />
ùù 1 öùù<br />
Flussdichte B(H) hängt typischerweise von Vorgeschichte abÄHysterese<br />
Ä RemanenzBR = B(H=0) , KoerzitivfeldstärkeHK = H(B=0)<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Magnetismus<br />
0<br />
21.11.2012<br />
Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 16
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Magnetismus<br />
Magnetische Kräfte<br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Magnetische Kräfte<br />
• Stromführen<strong>der</strong> Leiter im Magnetfeld<br />
•Bewegte Ladung im magnetischen Feld<br />
Ä Lorentzkraft<br />
• Kraft zwischen stromführenden Leitern<br />
• Drehmoment auf Spule im Magnetfeld<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Magnetismus<br />
Ä<br />
M<br />
Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 17<br />
Ä<br />
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Ä Ä<br />
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( vû<br />
B)<br />
FÉ QÄ<br />
vÄ<br />
B sinî<br />
Ä<br />
12<br />
vektoriell<br />
keine Kraft auf ruhende Ladung o<strong>der</strong> Bewegung in Feldrichtung<br />
Strom<br />
¢<br />
°<br />
†<br />
gleichlaufend£<br />
Anziehung<br />
gegenläufig£<br />
Abstoßung<br />
I1I2<br />
Éô l<br />
2Åa<br />
skalar<br />
Leiterlänge<br />
Abstand a<br />
Ä Ä<br />
É NÄ<br />
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B)<br />
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NÄ<br />
IÄ<br />
AÄ<br />
B sinü<br />
B Ä<br />
Winkel ü zwischen A und<br />
Ä<br />
l<br />
05.12.2012
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Magnetismus<br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Magnetischer Kreis<br />
Magnetischer Kreis<br />
• Ohmsches Gesetz des magnetischen Kreises<br />
Ä Magnetischer Wi<strong>der</strong>stand<br />
• Magnetisches Ersatzschaltbild (ESB)<br />
elektrischer Kreis Einheit magnetischer Kreis Einheit<br />
Spannung U V Durchflutung • A<br />
Strom I A Fluss Vs<br />
Wi<strong>der</strong>stand R ß Wi<strong>der</strong>stand R m A / Vs<br />
Leitwert G S Leitwert ® Vs / A<br />
• Luftspalt<br />
• Kräfte an Grenzflächen<br />
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A ô A<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Magnetismus<br />
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0<br />
A<br />
r<br />
0<br />
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Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 18<br />
0<br />
õ<br />
pro Luftspalt<br />
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l<br />
E<br />
05.12.2012
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Magnetismus<br />
Induktion<br />
• Bewegter Leiter im Magnetfeld<br />
• Induktionsgesetz<br />
Zählpfeilsysteme:<br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Induktion<br />
dõ<br />
UÉ N É U<br />
dt<br />
EMK<br />
• Induktionsspannung ist so gerichtet, dass <strong>der</strong> resultierende Strom<br />
<strong>der</strong> Ursache ihrer Entstehung entgegenwirkt Ä Lenzsche Regel<br />
• Wirkung des eigenen Magnetfelds auf stromdurchflossenen Leiter (Spule)<br />
Ä Selbstinduktion Ä Induktivität<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Magnetismus<br />
U<br />
Ä Ä<br />
É ( vû<br />
B)<br />
Ä l Ä<br />
É vÄ<br />
BsinüÄ<br />
l<br />
cosî<br />
05.12.2012<br />
Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 19<br />
U<br />
dõ<br />
UÉ ÜN<br />
É U<br />
dt<br />
Spule als Generator Spule als passiver Zweipol<br />
Ringspule mit N Windungen (Leiterschleife: N = 1)<br />
ind
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Magnetismus<br />
Induktivität<br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Induktivitäten<br />
• Fluss pro Durchflutung Ä Induktivität<br />
• Induzierte Spannung<br />
Energie<br />
• aufgebauter Fluss Ä Energie<br />
Kombination<br />
• Reihenschaltung Ä i i = const<br />
• Parallelschaltung Ä u i = const<br />
W<br />
L<br />
É<br />
ges<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Magnetismus<br />
u<br />
di<br />
É L<br />
dt<br />
1<br />
1<br />
2<br />
05.12.2012<br />
Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 20<br />
L<br />
LI<br />
É<br />
2<br />
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L<br />
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n = 2:<br />
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0<br />
N<br />
B<br />
L ges<br />
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L<br />
1 2 L é<br />
L1<br />
L2<br />
É<br />
L é L<br />
1<br />
2
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Wechselstrom<br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Sinusförmige Spannungen und Ströme<br />
Kenngrößen: Definitionen<br />
• zeitlicher Verlauf Ä Momentanwerte<br />
• Amplitude Û,<br />
Î<br />
• Periodendauer T<br />
• Kreisfrequenz © É 2Åf<br />
Frequenz<br />
• Nullphasenwinkel Ö u , Ö i<br />
Phasenverschiebung<br />
u( t)<br />
É Uˆ<br />
sin( © téÖ<br />
u )<br />
i( t)<br />
É Iˆ<br />
sin( © téÖ<br />
i )<br />
Ü1<br />
É T<br />
Kenngrößen: Mittelwerte<br />
• arithmetischer Mittelwert Effektivwert Gleichrichtwert<br />
a<br />
t<br />
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éT<br />
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t)<br />
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T<br />
t<br />
0<br />
¢ 0<br />
É°<br />
† a<br />
für AC<br />
für DC<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Wechselstrom<br />
a<br />
eff<br />
É<br />
T<br />
Ñ<br />
f<br />
t0éT<br />
1 2<br />
t<br />
0<br />
a<br />
( t)<br />
dt<br />
Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 21<br />
Ö<br />
a<br />
É<br />
Ö<br />
uÜÖ i<br />
t<br />
éT<br />
1 2<br />
a(<br />
t)<br />
dt<br />
Aˆ<br />
T<br />
0<br />
É Ñ É<br />
Å<br />
t<br />
0<br />
12.12.2012
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Wechselstrom<br />
Komplexe Drehzeiger<br />
Spannung, Strom<br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Komplexe Wi<strong>der</strong>stände<br />
Ohmsches Gesetz Ä Impedanz Ä Admittanz<br />
Z<br />
É<br />
U<br />
I<br />
É<br />
U<br />
I<br />
j(<br />
ÖuÜÖ<br />
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e É Z e<br />
Bauelemente R, L, C<br />
Wi<strong>der</strong>stand<br />
Z R É<br />
R<br />
U<br />
I<br />
Wi<strong>der</strong>stand R, Blindwert X<br />
Leitwert G, Blindleitwert B<br />
Y R<br />
1<br />
É<br />
R<br />
É U e<br />
j<br />
É I e<br />
jÖ<br />
jÖ<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Wechselstrom<br />
Ö<br />
i<br />
u<br />
Induktivität<br />
Kapazität<br />
12.12.2012<br />
j©<br />
t<br />
u( t)<br />
É Im{ U e } É Uˆ<br />
sin( © téÖ<br />
j©<br />
t<br />
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ZÉ Ré<br />
j X<br />
ZÉ Z É R é<br />
L<br />
É G<br />
UˆÉ 2U<br />
IˆÉ 2I<br />
Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 22<br />
Y<br />
2 2<br />
X<br />
Z É j© LÉ<br />
j X<br />
1<br />
ZC É É j X<br />
j©<br />
C<br />
L<br />
C<br />
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Y<br />
Y<br />
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L<br />
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Z<br />
Z<br />
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jBL ÉÜ<br />
j ÉÜ<br />
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© L X<br />
1<br />
jBC É j©<br />
CÉ<br />
Üj<br />
X<br />
L<br />
C
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Wechselstrom<br />
I<br />
R<br />
U R<br />
U<br />
L<br />
U L<br />
• Spannungen,<br />
Ströme<br />
• Impedanzen,<br />
Admittanzen<br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Komplexe Zeigerdiagramme<br />
C<br />
U C<br />
Drehzeiger,<br />
Effektivwerte<br />
Festzeiger<br />
Reihenschaltung Parallelschaltung<br />
Im{ U(t)}<br />
U L<br />
U L é U C<br />
0<br />
U C<br />
X L<br />
X é X<br />
L ´ C<br />
Im{ Z}<br />
0<br />
X C<br />
Ö > 0<br />
induktiv<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Wechselstrom<br />
U<br />
Z<br />
I<br />
U R<br />
Ö > 0<br />
induktiv<br />
R<br />
©t<br />
Re{ U(t)}<br />
Re{ Z}<br />
Im{ U(t)}<br />
Ö < 0<br />
kapazitiv<br />
19.12.2012<br />
Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 23<br />
I C<br />
0<br />
I L<br />
Im{ Y}<br />
B C<br />
BC¨é BL<br />
0<br />
B L<br />
I<br />
Y<br />
I R<br />
G<br />
U<br />
©t<br />
Re{ U(t)}<br />
ÖY > 0<br />
Ö = - Ö < 0 kapazitiv<br />
Y<br />
U<br />
I<br />
R<br />
I R<br />
Re{ Y}<br />
I L<br />
L C<br />
I C
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Wechselstrom<br />
Komplexe Leistung<br />
Ä Scheinleistung<br />
• Wirkleistung<br />
• Blindleistung<br />
S<br />
Reihenschaltung<br />
É<br />
<strong>Zusammenfassung</strong>: Leistungen<br />
S<br />
S<br />
É<br />
P<br />
É U I<br />
éQ<br />
É U I<br />
• Leistungsfaktor ÆÉ É cosÖ<br />
Blindfaktor<br />
P<br />
2<br />
2<br />
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Ö<br />
ÜÖ<br />
)<br />
u i É U I e É S e<br />
2<br />
U<br />
É<br />
Z<br />
<strong>Grundlagen</strong> <strong>der</strong> <strong>Elektrotechnik</strong> – Wechselstrom<br />
*<br />
2<br />
Wintersemester 2012 / 13<br />
<strong>Prof</strong>. <strong>Palme</strong> 24<br />
É I<br />
jÖ<br />
2<br />
Z<br />
É P É S ÜQ<br />
É S cosÖ<br />
2<br />
QÉ<br />
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S<br />
Ö > 0<br />
induktiv<br />
P<br />
2<br />
Re{ S}<br />
19.12.2012