Wechselstromtechnik für Dummies

Prof. Dr.-Ing. Michael Felleisen ist Professor für Mess-, Steuer- und Regelungstechnik an der Hochschule Pforzheim im Bereich Elektro- und Informationstechnik. Als erfahrener für Dummies Autor versteht es Felleisen, komplizierte Materie verständlich zu erklären.

• Über den Autor 13Danksagung 13Einführung 23Über dieses Buch 23Konventionen in diesem Buch 24Was Sie nicht lesen müssen 24Törichte Annahmen über den Leser 24Wie dieses Buch aufgebaut ist 25Teil I: Besonderheiten der Wechselstromtechnik 25Teil II: Widerstand, Spule und Kondensator an Wechselgrößen 25Teil III: Gemischte Schaltungen an Wechselgrößen 25Teil IV: Frequenzgang, Ortskurve und Filterschaltungen 26Teil V: Drehstrom als Dreiphasen-Wechselstrom 26Teil VI: Der Top-Ten-Teil 26Symbole, die in diesem Buch verwendet werden 27Wie es weitergeht 27Teil I: Besonderheiten der Wechselstromtechnik 29Kapitel 1 Stets zuerst die mathematischen Grundlagen 31Geradengleichungen, wohin das Auge blickt 31Ohne den Logarithmus geht es nicht 32Auch die Exponentialfunktion spielt mit 33Dreiecke und deren Winkel braucht das Land 34Und dann noch Skalare und Vektoren 35Schwingungen gehören zur Wechselstromtechnik 37Auch Ableitungen werden gebraucht 39Die irre tolle Integration 41Das Wunder der komplexen Rechnung 42Zeigerdarstellung in der Gauß’schen Zahlenebene 43Umrechnung der Darstellungsformen komplexer Zahlen 47Addition und Subtraktion komplexer Zahlen 49Multiplikation und Division 50Kehrwert einer komplexen Zahl 51Potenzieren und Radizieren 52Differenzieren und Integrieren von Schwingungsfunktionen 52Bestimmung von Real- und Imaginärteil einer komplexen Zahl 57Real- und Imaginärteil einer Summe oder Differenz 58Anwendungsbeispiel zum Rechnen mit komplexen Zahlen 58Kapitel 2 Auf und ab: Sinusförmige Wechselgrößen 63Von der Gleich- zur periodischen Wechselgröße 65Erzeugung einer sinusförmigen Wechselspannung 68Kapitel 3 Kennwerte sinusförmiger Wechselgrößen 75Amplitude, Augenblickswert und Frequenz 75Woher kommt die Phasenverschiebung? 78Phasenverschiebung der Spule 79Phasenverschiebung des Kondensators 82Wechselgrößen und deren Mittelwerte 84Gleichanteil 84Gleichrichtwert 85Effektivwert 86Kapitel 4 Zeiger- und Liniendiagramme für Wechselgrößen 91Vom Zeiger- zum Liniendiagramm 91Komplexe Darstellung sinusförmiger Wechselgrößen 96Teil II: Widerstand, Spule und Kondensator an Wechselgrößen 99Kapitel 5 Vom Scheinwiderstand zum Scheinleitwert 101Widerstand an Wechselstrom 102Kapitel 6 Der Wirkwiderstand an Wechselstrom 109Ohm’scher Widerstand an Wechselstrom 109Leistungen am Ohm’schen Widerstand 111Kapitel 7 Der induktive Blindwiderstand der Spule 113Spule an Wechselstrom 113Leistungen an der Spule 117Kapitel 8 Der kapazitive Blindwiderstand des Kondensators 121Kondensator an Wechselstrom 121Leistungen am Kondensator 125Vergleich der Grundschaltungen an Wechselstrom 127Teil III: Gemischte Schaltungen an Wechselgrößen 131Kapitel 9 Reihenschaltung linearer Zweipole 133Reihenschaltung von Widerstand und Spule 136Entwurf des Zeigerdiagramms 138Entwurf des Spannungsdreiecks 139Entwurf des Widerstandsdreiecks 142Reihenschaltung von Widerstand und Kondensator 145Entwurf des Zeigerdiagramms 146Entwurf des Spannungsdreiecks 147Entwurf des Widerstandsdreiecks 149Reihenschaltung von Widerstand, Spule und Kondensator 152Entwurf des Zeigerdiagramms 153Entwurf des Spannungsdreiecks 155Entwurf des Widerstandsdreiecks 156Reihenresonanz 159Reihenschaltung komplexer Widerstände 161Spannungsteilerregel für komplexe Widerstände 162Kapitel 10 Parallelschaltung linearer Zweipole 165Parallelschaltung von Widerstand und Spule 166Entwurf des Zeigerdiagramms 168Entwurf des Stromdreiecks 169Entwurf des Leitwertdreiecks 172Parallelschaltung von Widerstand und Kondensator 174Entwurf des Zeigerdiagramms 175Entwurf des Stromdreiecks 176Entwurf des Leitwertdreiecks 178Parallelschaltung von Widerstand, Spule und Kondensator 181Entwurf des Zeigerdiagramms 182Entwurf des Stromdreiecks 183Entwurf des Leitwertdreiecks 185Parallelresonanz 187Parallelschaltung komplexer Leitwerte 189Stromteilerregel für komplexe Leitwerte 190Kapitel 11 Umwandlung von Reihen- und Parallelschaltung – Ersatzzweipole 193Ersatz für die Parallelschaltung 194Ersatz für die Reihenschaltung 195Kapitel 12 Leistung im Wechselstromkreis 197Leistung bei Wirklast – Wirkleistung am Ohm’schen Widerstand 199Leistung bei induktiver Belastung – Blindleistung der Spule 205Leistung bei kapazitiver Belastung – Blindleistung des Kondensators 207Scheinleistung und Leistungsfaktor 210Komplexe Leistung 211Blindleistungskompensation 212Reihenkompensation 214Parallelkompensation 214Teil IV: Frequenzgang, Ortskurve und Filterschaltungen 223Kapitel 13 Frequenzgangdarstellung und das Bode-Diagramm 225Der Frequenzgang und seine Eigenschaften 226Eigenschaften des Bode-Diagramms 228Kapitel 14 Frequenzkennlinien braucht das Land 231Die Frequenzkennlinie – auf dem Weg zum Bode-Diagramm 232Was geschieht mit der Ortskurvendarstellung? 237Beispiele zur Konstruktion der Ortskurve 239Kapitel 15 Elektrische Filterschaltungen 249RC- und RL-Tiefpassschaltungen 250RC- und RL-Hochpassschaltungen 255RC-Bandpass 258Kapitel 16 Resonanz im Wechselstromkreis 263Die Spannungsresonanz in Reihenschaltungen 263Die Resonanzfrequenz und die Thomson’sche Schwingungsformel 267Die Stromresonanz in Parallelschaltungen 267Teil V: Drehstrom als Dreiphasen-Wechselstromsystem 271Kapitel 17 Erzeugung und Darstellung von Dreiphasen-Wechselstrom 273Erzeugung von Dreiphasen-Wechselstrom 274Generator für Drehstrom 278Motor im Drehstromnetz 280Kapitel 18 Stern- und Dreieckschaltung des Generators 289Sternschaltung des Generators 289Dreieckschaltung des Generators 293Kapitel 19 Anschluss des Verbrauchers ans Drehstromnetz 295Sternschaltung des Verbrauchers 295Sternschaltung mit Neutralleiter 296Sternschaltung ohne Neutralleiter 298Dreieckschaltung des Verbrauchers 300Kapitel 20 Leistung bei Drehstrom 305Teil VI: Der Top-Ten-Teil 309Kapitel 21 Zehn wichtige Erfinder der Wechselstromtechnik 311Kapitel 22 Zehn wichtige Einheiten und deren Bedeutung 323Kapitel 23 Zehn Dekaden der Elektrizität im 19 Jahrhundert 327Kapitel 24 Meine zehn Lieblingsbücher für die Wechselstromtechnik 331Anhang A: Lösungen der Aufgaben 333Stichwortverzeichnis 371