Repetitorium Elektrotechnik

1. Elektrische Grundgrößen.- 1.1 Ladung Q.- 1.2 Elektrischer Strom, Stromstärke i.- 1.3 Potential, Spannung.- 1.4 Energie und Leistung.- 2. Das elektrische Feld. Feldgrößen. Anwendungen.- 2.1 Feldbegriffe.- 2.1.1 Feldeinteilung.- 2.1.2 Maxwellsche Gleichungen (Übersicht).- 2.2 Das elektrische Feld.- 2.2.1 Elektrische Feldstärke.- 2.2.2 Feldstärke, Potential und Spannung.- 2.3 Stationäres Strömungsfeld. Elektrisches Feld im Leiter.- 2.3.1 Stromdichte, Stromarten.- 2.3.2 Grenzflächenbedingungen.- 2.3.3 Strom i und Stromdichte S.- 2.3.4 Widerstand R.- 2.3.5 Zusammenfassung.- 2.4 Einfache Netzwerke.- 2.4.1 Elementare Schaltungs- und Netzwerkbegriffe.- 2.4.2 Resistiver Zweipol.- 2.4.3 Unabhängige Quellen.- 2.4.4 Grundstromkreis.- 3. Netzwerkanalyseverfahren.- 3.1 Grundlegende Betrachtungen.- 3.2 Netzwerkanalyseverfahren.- 3.2.1 Unabhängige Gleichungen.- 3.2.2 Netzwerkanalyseverfahren.- 3.2.3 Zweigstromanalyse.- 3.2.4 Maschenstromanalyse.- 3.2.5 Knotenspannungsanalyse.- 3.3 Netzwerktheoreme.- 3.3.1 Zweipoltheorie.- 3.3.2 Überlagerungs-, Superpositionssatz.- 3.3.3 Quellenversetzung und -teilung.- 3.3.4 Ähnlichkeitssatz.- 3.3.5 Teilegenscher Satz.- 3.3.6 Umkehrsatz.- 4. Elektrostatisches Feld. Elektrisches Feld im Nichtleiter.- 4.1 Feldgrößen.- 4.1.1 Elektrostatisches Feld im Vakuum.- 4.1.2 Elektrostatisches Feld im stofferfüllten Raum.- 4.1.3 Grenzflächen zwischen zwei Stoffen.- 4.2 Globale Beschreibung des elektrostatischen Feldes.- 4.2.1 Globalgrößen.- 4.2.2 Analogie zwischen elektrostatischem Feld und Strömungsfeld.- 4.2.3 Zusammenfassung.- 4.3 Kondensator im Stromkreis.- 4.3.1 Kondensator als Netzwerkelement.- 4.3.2 Stromkreise mit Kondensatoren.- 4.3.3 Auf- und Entladen des Kondensators.- 5. Magnetisches Feld.- 5.1 Magnetische Feldgrößen.- 5.1.1 Magnetisches Feld im Vakuum.- 5.1.2 Magnetisches Feld im stofferfüllten Raum.- 5.1.3 Grenzflächen.- 5.2 Globalgrößen des magnetischen Feldes.- 5.2.1 Globalgrößen.- 5.2.2 Magnetischer Kreis.- 5.2.3 Selbst- und Gegeninduktion.- 5.3 Induktion durch zeitveränderliches Magnetfeld.- 5.3.1 Induktionsgesetz.- 5.3.2 Ruhe- und Bewegungsinduktion.- 5.3.3 Netzwerkmodell des Induktionsvorganges.- 5.4 u-i-Beziehungen der Selbst- und Gegeninduktivität.- 5.5 Zusammenfassung.- 5.6 Elektromagnetisches Feld im Rückblick.- 5.6.1 Maxwellsehe Gleichungen.- 5.6.2 Einteilung elektromagnetischer Felder.- 5.6.3 Elektromagnetische Wellen.- 6. Energie, Leistung, Kraft im elektromagnetischen Feld.- 6.1 Grundgrößen.- 6.1.1 Energie, Leistung.- 6.1.2 Energieströmung.- 6.2 Energie, Leistung und Kraft im stationären elektrischen Feld.- 6.2.1 Elektrisches Strömungsfeld.- 6.2.2 Elektrostatisches Feld. Energie.- 6.2.3 Kraftwirkungen im elektrischen Feld.- 6.2.4 Kraft und Energie im elektrischen Feld.- 6.3 Energie und Kraft im stationären magnetischen Feld.- 6.3.1 Energie, Energiedichte.- 6.3.2 Kraftwirkungen im magnetischen Feld.- 6.3.3 Kraft und Energie im magnetischen Feld.- 7. Wechselstromtechnik. Netzwerke bei harmonischer Erregung.- 7.1 Darstellung im Zeitbereich.- 7.1.1 Zeitveränderliche Ströme und Spannungen.- 7.1.2 Kennwerte sinusförmiger Wechselgrößen.- 7.1.3 Mittelwerte periodischer Größen.- 7.2 Wechselstromverhalten linearer Netzwerke im Zeitbereich.- 7.2.1 Netzwerkelemente R, L, C.- 7.2.2 Netzwerk-Differentialgleichung als Berechnungsgrundlage im Zeitbereich.- 7.3 Netzwerkanalyse im Frequenzbereich.- 7.3.1 Komplexe Größen und Zeiger.- 7.3.2 Netzwerkberechnung über den Frequenzbereich.- 7.3.3 Normierung und Skalierung von Netzwerkgrößen.- 7.4 Übertragungseigenschaften von Netzwerken und ihre Darstellung.- 7.4.1 Übertragungsfunktion, Frequenzgang.- 7.4.2 Filterwirkung und Übertragungsfaktor.- 7.4.2.1 Dynamische Netzwerke militer Ordnung.- 7.4.2.2 Dynamische Netzwerke erster Ordnung.- 7.4.2.3 Dynamische Netzwerke zweiter Ordnung.- 7.4.2.4 Phasenminimum-/Nichtminimum-Anordnungen.- 7.4.3 Darstellung von Netzwerkgrößen und -funktionen.- 7.4.3.1 Zeigerdarstellungen.- 7.4.3.2 Darstellung der Übertragungsfunktion bei variabler Frequenz.- 7.4.4 Spezielle Wechselstromnetzwerke.- 7.5 Energie und Leistung.- 8. Netzwerke und Systeme.- 8.1 Netzwerkelemente.- 8.1.1 Grundzweipole.- 8.1.2 Vierpolelemente.- 8.2 Netzwerkerregung.- 8.2.1 Testsignale.- 8.2.2 Netzwerkreaktion auf Testsignale.- 8.3 Netzwerke.- 8.3.1 Zweigstromanalyse.- 8.3.2 Maschenstromanalyse.- 8.3.3 Knotenspannungsanalyse.- 8.3.4 Modifizierte Knotenspannungsanalyse.- 8.3.5 Vergleich der Analyseverfahren.- 8.4 Vierpole, Mehrpole.- 8.4.1 Grundeigenschaften.- 8.4.1.1 Vierpoldarstellungen.- 8.4.1.2 Vierpolbetriebsgrößen.- 8.4.1.3 Wellenparameterbeschreibung.- 8.4.1.4 Eigenschaften wichtiger Vierpole.- 8.4.1.5 Streuparameterbeschreibungen.- 8.4.2 Mehrpole, Mehrtore.- 8.4.2.1 Darstellungsformen.- 8.4.2.2 Operationen mit Mehrpolnetzwerken.- 8.4.2.3 Zusammenschalten von Mehrpolen mit unbestimmter Leitwertmatrix.- 8.5 Zustandsgieichungen.- 8.5.1 Darstellung.- 8.5.2 Lineare Eingrößen- und Mehrgrößennetzwerke.- 8.5.3 Lösung der Zustandsgieichungen im Zeitbereich.- 8.5.4 Die Übergangsmatrix.- 8.5.5 Lösung der Zustandsgieichung durch Laplace-Transformation.- 8.5.6 Normalformen.- 8.5.7 Darstellung in der Phasenebene.- 8.5.8 Aufstellung der Zustandsgieichungen.- 8.5.9 Phasenebene eines linearen Systems zweiter Ordnung.- 8.6 Stabilität.- 8.6.1 Offene Netzwerke.- 8.6.2 Analytische Stabilitätsverfahren.- 8.6.3 Graphische und analytische Stabilitätsverfahren.- 8.6.4 Geschlossene Netzwerke.- 8.6.5 Maßnahmen zur Stabilitätsverbesserung.- 8.7 Nichtlineare Netzwerke.- 8.7.1 Nichtlineare Netzwerkelemente.- 8.7.1.1 Zweipolelemente.- 8.7.1.2 Vierpolelemente.- 8.7.1.3 Kennliniennäherungen.- 8.7.2 Nichtlineare Netzwerke.- 8.7.2.1 Gleichstromlösung. Arbeitspunktberechnung.- 8.7.2.2 Kleinsignallösung.- 8.7.3 Allgemeine Analyseverfahren nichtlinearer Netzwerke.- 8.7.4 Nichtlineare Netzwerke erster Ordnung.- 8.7.4.1 Grundnetzwerke.- 8.7.4.2 Zweipole mit stückweise linearer Kennlinie.- 8.7.4.3 Sprungverhalten.- 8.7.5 Nichtlineare Netzwerke zweiter Ordnung. Nichtlinearer Oszillator.- 8.7.6 Zustandsgieichungen.- 8.8 Systeme.- 8.8.1 Signale.- 8.8.2 Systeme.- 8.8.2.1 Übersicht der Systemkennwerte.- 8.8.2.2 Simulation.- 8.8.2.3 Signalflußpläne.- 8.8.3 Ideale Systeme.- 9. Mehrphasen-, Drehstromsystem.- 9.1 Grundkomponenten des Drehstromsystems.- 9.1.1 Generator.- 9.1.2 Verbraucher.- 9.2 Generator-Verbraucherzusammenschaltungen.- 9.3 Analyse mit symmetrischen Komponenten.- 9.4 Leistung.- 10. Fourierreihe, Fourier-Transformation.- 10.1 Fouriersynthese.- 10.2 Fourier-Transformation.- 10.3 Fourier-Transformation periodisierter und abgetasteter Signale.- 10.3.1 Periodisierung.- 10.3.2 Abtastung im Zeitbereich, Periodisierung im Frequenzbereich.- 10.3.3 Diskrete Fourier-Transformation (DFT).- 11. Ausgleichsvorgänge, Laplace-Transformation.- 11.1 Ausgleichsvorgänge im Zeitbereich.- 11.1.1 Verhalten der Grundelemente.- 11.1.2 Klassisches Analyseverfahren. Aufstellen der Netzwerk-Differentialgleichung in linearen Netzwerken.- 11.1.3 Netzwerke bei beliebiger Erregung. Impuls- und Sprungerregung. Faltung.- 11.2 Laplace-Transformation und Anwendung.- 11.2.1 Laplace-Transformation.- 11.2.2 Anwendung der Laplace-Transformation auf Netzwerke und Systeme.- 11.2.2.1 Transformation der Netzwerk-Differentialgleichung.- 11.2.2.2 Transformation der Schaltung. Netzwerkanalyse mit Operatorschaltung.- 11.3 Übertragungsfunktion G(p).- 11.4 Rückblick. Zeitkontinuierliche Signale, Netzwerke und Systeme.- 12. Z-Transformation, Zeitdiskrete Signale und Systeme.- 12.1 Z-Transformation.- 12.2 Zeitdiskrete Signale und Systeme.- 12.2.1 Zeitdiskrete Signale.- 12.2.2 Zeitdiskrete Systeme.- 12.3 Beschreibung im Bildbereich.- 12.3.1 Übertragungsfunktion.- 12.3.2 Pol-Nullstellenplan.- 12.3.3 Frequenzgang.- 12.3.4 Systemzusammenschaltungen.- 12.4 Stabilität.- 12.5 Zeitdiskrete Systeme.- 12.5.1 Systemstruktur.- 12.5.2 Systemzusammenschaltungen.- 12.5.3 Ersatz zeitkontinuierlicher durch zeitdiskrete Systeme.- 12.5.3.1 Simulationsverfahren.- 12.5.3.2 Weitere Verfahren.- 12.6 Zustandsraumdarstellung zeitdiskreter Systeme.- 12.7 Rückblick. Zeitkontinuierliche und zeitdiskrete Netzwerke und Systeme.