Elektrotechnik für Maschinenbauer: sowie für Studierende der Versorgungstechnik, des Wirtschaftsingenieurwesens und anderer technischer Fachbereiche

494 Pages·2016·6.79 MB·German

by  Rolf Fischer (auth.)

Rolf Fischer
Elektrotechnik für
Maschinenbauer
sowie für Studierende der Versorgungstechnik,
des Wirtschaftsingenieurwesens und
anderer technischer Fachbereiche
15. Auflage
Elektrotechnik für Maschinenbauer
Rolf Fischer
Elektrotechnik für
Maschinenbauer
sowie für Studierende der Versorgungs-
technik, des Wirtschaftsingenieurwesens
und anderer technischer Fachbereiche
15., überarbeitete und erweiterte Auflage
Mit 393 Bildern und Tabellen, 125 Beispielen und 83
Aufgaben mit Lösungen
RolfFischer
Esslingen,Deutschland
ISBN978-3-658-12514-1 ISBN978-3-658-12515-8(eBook)
DOI10.1007/978-3-658-12515-8
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2016
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Lektorat:ThomasZipsner
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Vorwort zur 15. Auflage
DerseinerzeitvonProf.HermannLinse((cid:2)),DirektorderStaatlichenIngenieurschuleEss-
lingen,ausseinemLehrauftragentstandeneBuchtitelElektrotechnikfürMaschinenbauer
sollgleichermaßenauchdieStudierendenz.B.derProduktions-,Verfahrens-undVersor-
gungstechnik,desWirtschaftsingenieurwesensundähnlicherFachrichtungenansprechen.
Darüber hinaus ist das Fachbuch auch für den Praktiker in Industrie, Gewerbe und bei
Behörden konzipiert, das ihm eine verlässliche Hilfe bei der Fortbildung in die ständig
fortschreitendetechnischeEntwicklungseinmöge.
MitfasteinemDritteldesInhaltsnehmendieGrundlagenderElektrotechnikbewusst
einen breiten Raum ein, da sie die Basis für das Verständnis aller elektrotechnischen
VerfahrenundBetriebsmittelsind.DerLehrplanenthältdaherinderRegelinallentechni-
schenFachbereicheneinschlägigeVorlesungen.DarüberhinausfolgenmitdenAbschnit-
ten
(cid:2) Elektronik,
(cid:2) ElektrischeMesstechnik,
(cid:2) ElektrischeMaschinenundLeistungselektronik,
(cid:2) ElektrischeAntriebeundSteuerungen,
(cid:2) Energieversorgung
Fachgebiete,dieinfastallenBereichenindustriellerundgewerblicherTätigkeitvonBe-
deutungsind.NatürlichmusstejeweilsimHinblickaufdenzulässigenSeitenumfangeine
strengeStoffauswahlgetroffenwerden.
Zur Vertiefung jedes Teilgebietes enthält das Buch viele Rechenbeispiele aber auch
Aufgaben, deren Lösungsweg erst am Ende der Seiten gezeigt wird. Am Beginn jedes
AbschnittswerdenHinweiseaufdieaktuelleBuchliteraturgegeben,
Mitdieser15.AuflagebeschränktsichdieBearbeitungimWesentlichenaufAussagen
(cid:2) zumStandundderEntwicklungderEnergiewende,
(cid:2) aufdieAufnahmezusätzlicherdurchgerechneterBeispieleundAufgaben,
(cid:2) aufdieZusammenfassungbehandelterThemenunter„Erkenntnissen“.
V
VI Vorwortzur15.Auflage
Letzteres betrifft nur das Kapitel „Grundlagen der Elektrotechnik“, das mit 1/3 an der
GesamtseitenzahldererwähnteSchwerpunktdesBuchesist.
Alle eingeführten Neuerungen dienen dem Bestreben, den Inhalt des Buches noch
enger an die Bedürfnisse der angesprochenen Studierenden aber auch der Praktiker an-
zupassen. Die geringe Erhöhung der Seitenzahl wurde erfreulicher Weise vom Verlag
zugestanden. Dies gilt auch für die Neugestaltung einiger Bilder, die inzwischen als zu
kleinformatigwirken.
Der Verfasser dankt wie immer den Fachkollegen für ihre Anregungen zu einzelnen
ThemendesBuchesundhofftweiterhinaufdiesewertvolleUnterstützung.DemLektorat
mit Herrn Dipl.-Ing. Thomas Zipsner und Frau Ellen Klabunde(Lektoratassistenz) vom
Springer Vieweg Verlag und allen bei der Herstellung des BuchesBeteiligten danke ich
fürdiestetsangenehmeundkompetenteZusammenarbeit.
Esslingen,Frühjahr2016 RolfFischer
Formelzeichen (Auswahl)
A Fläche,Querschnitt
A Wärmeabgabefähigkeit
a Abstand
a Beschleunigung
B Blindleitwert
B magnetischeFlussdichte
B Gleichstromverstärkung
b Breite
b Bandbreite
C elektrischeKapazität
C Wärmekapazität
c Konstante
D Richtmoment
d Durchmesser
E elektrischeFeldstärke
e D2;718 BasisdernatürlichenLogarithmen
e Elementarladung
F Kraft
f Frequenz
G elektrischerLeitwert
G Gewicht
GD2 Schwungmoment
g Fallbeschleunigung
H magnetischeFeldstärke
h Höhe
I elektrischeStromstärke
i AugenblickswertdesStroms
J p Massenträgheitsmoment
jD (cid:3)1 imaginäreEinheit
VII
VIII Formelzeichen(Auswahl)
K Kosten,Preis
k spezifischeKosten
L Induktivität
l Länge
M Drehmoment
M inneresMoment
i
m Masse
N Windungszahl
n Drehzahl(Drehfrequenz)
O Kühloberfläche
P Leistung
P AugenblickswertderLeistung
t
P Leistungsverlust
v
P aufgenommeneLeistung
1
P abgegebeneLeistung
2
p Polpaarzahl
p Prozentzahl
p prozentualerLeistungsverlust
v
Q Blindleistung
Q Elektrizitätsmenge
q AugenblickswertderLadung
R elektrischerWiderstand(Wirkwiderstand)
R Normalwiderstand
N
R Wärmewiderstand
th
R Verbraucherwiderstand
v
R innererWiderstand
i
R WiderstandbeiderTemperatur#
#
r differentiellerWiderstand
r Radius
J Stromdichte
E
S Poynting-Vektor
S Scheinleistung
s Schlupf
s Siebfaktor
s Weglänge
T Periodendauer
t Zeit
U elektrischeSpannung
U innererSpannungsverlustbeiMaschinen
i
U Quellenspannung
q
U SpannungsverlustbeiLeitungen
v
u AugenblickswertderSpannung
Formelzeichen(Auswahl) IX
u prozentualeKurzschlussspannung
K
u prozentualeSpannungsänderungbeiTransformatoren
P
u prozentualerSpannungsverlustbeiLeitungen
v
ü Spannungsübersetzung
V VolumenV
V Spannungsverstärkung
v Geschwindigkeit
W Arbeit,Energie,Wärme
w Welligkeit
W elektrischeFeldenergie
e
W magnetischeFeldenergie
m
W Blindarbeit
q
W Scheinarbeit
s
W Energieverlust
v
X Blindwiderstand
X kapazitiverBlindwiderstand
C
X induktiverBlindwiderstand
L
x StellungeinesAbgriffs
Y Scheinleitwert
Y komplexerLeitwert
Z Scheinwiderstand
Z komplexerWiderstand
z Anzahl
˛ Winkel
˛ elektrischerTemperaturbeiwertbei20ıC
20
ˇ Stromverstärkungsfaktor
(cid:3) elektrischeLeitfähigkeit
(cid:3) Wichte
" Permittivität
" elektrischeFeldkonstante
0
(cid:4) Wirkungsgrad
# Temperatur
(cid:5) Permeabilität
(cid:5) Permeabilitätszahl
r
(cid:5) magnetischeFeldkonstante
0
% spezifischerelektrischerWiderstand
(cid:6) Zeitkonstante
˚ magnetischerFluss
˚ Spulenfluss
s
' Phasenverschiebungswinkel
! D2(cid:7)f Kreisfrequenz
! D2(cid:7)n Winkelgeschwindigkeit
X Formelzeichen(Auswahl)
Indizes
a Anoden
A Anker
B Beschleunigung
B Basis
C Kollektor
d Dioden
E Emitter
E Erregung
e Ersatz
g Gitter
g Gleichstrom,-spannung
K Kathoden
k Kipp
K Kurzschluss
L Last
m magnetisch
N Bemessung
q Blind
r Rotor
s Synchron,Stator
ss vonScheitelzuScheitel,d.h.doppelteAmplitude
st Strang
st Stillstand
st Steuer
v Verlust
Z Z-Diode
Stern
(cid:8) Dreieck