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Grundlagen der Elektrotechnik II

  • Pflichtvorlesung für EIT im 2.Trimester

6 TWS, 4 V / 2 Ü

Dozent: Prof. Dr.-Ing. K. Landes

Das Kapitel Magnetostatik behandelt im stationären Fall die Erzeugung magnetischer Felder durch Ströme (Durchflutungsgesetz, Gesetz von Biot-Savart) und die Kraftwirkung von Magnetfeldern auf Ströme (Lorentzkraft). Magnetische Materialeigenschaften (Permeabilitätskonstante) werden ebenso angesprochen wie die magnetische Energie, die beispielsweise im Magnetfeld einer stromdurchflossenen Spule gespeichert ist.

Das anschließende Kapitel Induktion beinhaltet die Spannungserzeugung durch zeitliche änderung des von einer Leiterschleife umschlossenen magnetischen Flusses und die Spannungserzeugung durch Bewegung eines Leiters im magnetischen Feld. Technisch wichtige Anwendungen sind vorzufinden beim Trafo zur nicht galvanischen Kopplung von Stromkreisen und beim Dynamo zur Erzeugung sinusförmiger Wechselspannung.

Der Vorlesungsabschnitt Wechselstromlehre, 1. Teil, behandelt die Grundlagen der Wechselstromtechnik anhand sinusförmiger stationärer Vorgänge. Hierbei werden die Grundbegriffe wie Momentanwert, Amplitude, Kreisfrequenz, Phasenwinkel, Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung. Scheinwiderstand und -leitwert, Wirkleistung, Blindleistung, Scheinleistung definiert und zunächst an einfachen Schaltungen mit linearen Schaltelementen (R, L, C) in reeller Rechnung (Sinusfunktionen) veranschaulicht.

Das folgende Kapitel ist der Anwendung der komplexen Rechnung in der Wechselstromtechnik gewidmet. Die Begriffe komplexer Momentanwert, komplexe Amplitude, komplexer Widerstand und Leitwerk, komplexe Leistung werden definiert. Das komplexe Rechenverfahren wird an Schaltungsbeispielen (u.a. Resonanzschaltungen) eingeübt.

Weitere Kapitel befassen sich mit Spezialgebieten wie Ortskurven, Drehstromtechnik und Transformatoren.