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Elektrotechnik und Elektronik
Grundwissen - Aufgaben - Bauelemente
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Letzte Änderung: 09.05.2017
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Lehrbuch über die Grundlagen der Elektrotechnik und Elektronik
• Elektrische Größen, Schaltbilder, Quellen
• Wirkungsweise und Verwendungszweck von Bauelementen
• Gleich- und Wechselstromtechnik
• Einschwingvorgänge
• Analyse von Netzwerken
• Komplexe Wechselstromrechnung
• Fourier-Analyse, Übertragungsfunktion, Bodediagramm
• Transformatoren, Übertrager, Drehstrom
• Filter, Schwingkreise
• Halbleiterdioden
• Bipolare Transistoren, Feldeffekttransistoren
• Digitaltechnik, Operationsverstärker
• Elektrische Größen, Schaltbilder, Quellen
• Wirkungsweise und Verwendungszweck von Bauelementen
• Gleich- und Wechselstromtechnik
• Einschwingvorgänge
• Analyse von Netzwerken
• Komplexe Wechselstromrechnung
• Fourier-Analyse, Übertragungsfunktion, Bodediagramm
• Transformatoren, Übertrager, Drehstrom
• Filter, Schwingkreise
• Halbleiterdioden
• Bipolare Transistoren, Feldeffekttransistoren
• Digitaltechnik, Operationsverstärker
6. Auflage
vergriffen
7. Auflage geplant 2017 beim Springer-Verlag
560 Übungsaufgaben zur Elektrotechnik und Elektronik
mit ausführlichen Musterlösungen
• Ladung, Strom, Widerstand, Halbleiter, Grundgesetze
• Ohmsches Gesetz, Arbeit, Leistung
• Bauelemente im Gleichstromkreis, Spule, Kondensator, Felder
• Aufteilung von Spannung und Strom, Reihen- und Parallelschaltung
• Gleichspannungsquellen, Belastung, Anpassung
• Messung von Spannung und Strom
• Einschwingvorgänge, Analyse von Netzwerken
• Komplexe Wechselstromrechnung
• Transformatoren, Schwingkreise, Drehstrom
• Halbleiterdioden, Schaltungen mit Bipolar- und Feldeffekttransistoren
• Operationsverstärker-Schaltungen
3. Auflage
Elektrotechnik für Studierende: Band 1 - Grundlagen
• Skalare und Vektoren, partielle Ableitungen, Koordinatensysteme
• Darstellungsformen von Kurven, Bogenlänge
• Physikalische Felder, Vektorfeld, Skalarfeld, Potenzialfeld
• Gradient, Rotation, Divergenz
• Felder in der Elektrotechnik
• Kurven-, Flächen-, Volumenintegral
• Integralsätze von Gauß, Stokes und Green
• Normierung, Verstärkungsmaß, Nomenklatur, Naturkonstanten
• Ladungstrennung, elektrischer Fluss, Influenz, Polarisation
• Ladungsverteilungen, Kräfte zwischen Ladungen
• Arten von Leitern, Leitfähigkeit, Stromarten, Stromstärke, Stromdichte
• Kontinuitätsgleichung, Elektrische Flussdichte, Strömungsfeld
• Elektrostatisches Feld, Satz von Gauß in der Elektrostatik
• Elektrische Spannung, Potenzial, Poisson-Gleichung
• Skalare und Vektoren, partielle Ableitungen, Koordinatensysteme
• Darstellungsformen von Kurven, Bogenlänge
• Physikalische Felder, Vektorfeld, Skalarfeld, Potenzialfeld
• Gradient, Rotation, Divergenz
• Felder in der Elektrotechnik
• Kurven-, Flächen-, Volumenintegral
• Integralsätze von Gauß, Stokes und Green
• Normierung, Verstärkungsmaß, Nomenklatur, Naturkonstanten
• Ladungstrennung, elektrischer Fluss, Influenz, Polarisation
• Ladungsverteilungen, Kräfte zwischen Ladungen
• Arten von Leitern, Leitfähigkeit, Stromarten, Stromstärke, Stromdichte
• Kontinuitätsgleichung, Elektrische Flussdichte, Strömungsfeld
• Elektrostatisches Feld, Satz von Gauß in der Elektrostatik
• Elektrische Spannung, Potenzial, Poisson-Gleichung
Elektrotechnik für Studierende: Band 2 - Gleichstrom
• Ladung, Strom, Spannung, Potenzial, Leistung, Widerstand
• Schaltzeichen, Schaltbilder
• Zusammenschaltung und Kennlinien von Zweipolen
• Spannungsquelle, Stromquelle, Betriebsfälle aktiver Zweipole
• Umwandlung und Zusammenschaltung von Quellen
• Kirchhoff´sche Gesetze
• Spannungsteiler, Stromteiler, Brückenschaltungen
• Messung von Gleichspannung, Gleichstrom
• Topologie elektrischer Netze
• Maschen- und Knotenanalyse
• Überlagerungssatz
• Satz von der Ersatzspannungsquelle
• Differenzialgleichungen, Schaltvorgänge bei Kondensator und Spule
• Nichtlineare Stromkreise
• Ladung, Strom, Spannung, Potenzial, Leistung, Widerstand
• Schaltzeichen, Schaltbilder
• Zusammenschaltung und Kennlinien von Zweipolen
• Spannungsquelle, Stromquelle, Betriebsfälle aktiver Zweipole
• Umwandlung und Zusammenschaltung von Quellen
• Kirchhoff´sche Gesetze
• Spannungsteiler, Stromteiler, Brückenschaltungen
• Messung von Gleichspannung, Gleichstrom
• Topologie elektrischer Netze
• Maschen- und Knotenanalyse
• Überlagerungssatz
• Satz von der Ersatzspannungsquelle
• Differenzialgleichungen, Schaltvorgänge bei Kondensator und Spule
• Nichtlineare Stromkreise
Elektrotechnik für Studierende: Band 3 - Wechselstrom 1
• Signalarten, Signal-Mittelwerte; Bedeutung und Erzeugung von Sinusgrößen
• Liniendiagramm, Nullphasenwinkel, Phasenverschiebung
• Zeigerdarstellung von Sinusgrößen; Wechselstromwiderstand von R, L, C
• Wirk-, Blind-, Scheinwiderstand, einfache Sinusstromkreise
• Wirk-, Blind-, Scheinleistung, Blindleistungskompensation
• Komplexe Rechnung, Rechenregeln, komplexe Widerstände
• Äquivalenz, Dualität, Reziprozität
• Berechnung von Wechselstromschaltungen im Komplexen
• Analyse allgemeiner Wechselstromnetze, Beispiele
• Ersatzschaltungen für Bauelemente
• Grundlagen der Schwingkreise
• Freie und erzwungene Schwingungen
• Reihen- und Parallelschwingkreis, Resonanzkurven der Schwingkreise
• Frequenzabhängigkeit von Schwingkreisgrößen
• Signalarten, Signal-Mittelwerte; Bedeutung und Erzeugung von Sinusgrößen
• Liniendiagramm, Nullphasenwinkel, Phasenverschiebung
• Zeigerdarstellung von Sinusgrößen; Wechselstromwiderstand von R, L, C
• Wirk-, Blind-, Scheinwiderstand, einfache Sinusstromkreise
• Wirk-, Blind-, Scheinleistung, Blindleistungskompensation
• Komplexe Rechnung, Rechenregeln, komplexe Widerstände
• Äquivalenz, Dualität, Reziprozität
• Berechnung von Wechselstromschaltungen im Komplexen
• Analyse allgemeiner Wechselstromnetze, Beispiele
• Ersatzschaltungen für Bauelemente
• Grundlagen der Schwingkreise
• Freie und erzwungene Schwingungen
• Reihen- und Parallelschwingkreis, Resonanzkurven der Schwingkreise
• Frequenzabhängigkeit von Schwingkreisgrößen
Elektrotechnik für Studierende: Band 4 - Wechselstrom 2
• Begriff der Ortskurve, Beispiele einfacher Ortskurven
• Impedanz- und Admittanz-Ortskurven; Ortskurven mit Excel-Tool
• Definitionen und Bezeichnungen bei Mehrphasensystemen
• Vorteile der Mehrphasensysteme; Drehstromgenerator
• Drehstromsystem, Spannungen und Ströme
• Generator in Stern- und Dreieckschaltung
• Verbraucher in Stern- und Dreieckschaltung
• Leistung, Leistungsmessung bei Drehstrom; Blindleistungskompensation
• Einsatzbereiche, Aufbau und Funktionsprinzip von Transformatoren
• Magnetisches Feld; Verlustloser, streufreier Transformator
• Verlustarten, technischer Transformator
• Leerlauf- und Kurzschlussversuch
• Betriebsverhalten, Aufbau, Bauformen; Drehstromtransformator
• Frequenzverhalten des Übertragers
• Begriff der Ortskurve, Beispiele einfacher Ortskurven
• Impedanz- und Admittanz-Ortskurven; Ortskurven mit Excel-Tool
• Definitionen und Bezeichnungen bei Mehrphasensystemen
• Vorteile der Mehrphasensysteme; Drehstromgenerator
• Drehstromsystem, Spannungen und Ströme
• Generator in Stern- und Dreieckschaltung
• Verbraucher in Stern- und Dreieckschaltung
• Leistung, Leistungsmessung bei Drehstrom; Blindleistungskompensation
• Einsatzbereiche, Aufbau und Funktionsprinzip von Transformatoren
• Magnetisches Feld; Verlustloser, streufreier Transformator
• Verlustarten, technischer Transformator
• Leerlauf- und Kurzschlussversuch
• Betriebsverhalten, Aufbau, Bauformen; Drehstromtransformator
• Frequenzverhalten des Übertragers
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Lehrbuchreihe
Elektrotechnik für Studierende
Band 1 - Grundlagen
Band 2 - Gleichstrom
Band 3 - Wechselstrom 1
Band 4 - Wechselstrom 2
Paket: Band 1 + 2 + 3 + 4
Fertigung und Test elektronischer Baugruppen
• Vorgehensweise bei der Entwicklung elektronischer Baugruppen
• Aufbaumöglichkeiten elektronischer Schaltungen
• Bauformen elektronischer Bauteile
• Leiterplattentechnologie
• Unterschiedliche Lötverfahren, Lötprozess
• Schwall-, Reflow-, Vapor Pase-, Bügel-, Selektivlöten
• Bestückungskonzepte, Bestückung von Baugruppen
• Vision-Systeme
• Maschinenkonzepte in der Fertigung
• Verpackungsarten von Bauelementen
• Fehlerarten und Fehlerquellen (Bauteile und Fertigung)
• Test von Baugruppen, Prüftechnik: Incircuit-Test, Boundary-Scan-Test, Flying
Probe-Test, Funktionstest, Automatische optische Inspektion, Automatische
Röntgeninspektion, Umwelttests, EMV-Tests, Selbsttest
• Integration von Schaltungen
• Vorgehensweise bei der Entwicklung elektronischer Baugruppen
• Aufbaumöglichkeiten elektronischer Schaltungen
• Bauformen elektronischer Bauteile
• Leiterplattentechnologie
• Unterschiedliche Lötverfahren, Lötprozess
• Schwall-, Reflow-, Vapor Pase-, Bügel-, Selektivlöten
• Bestückungskonzepte, Bestückung von Baugruppen
• Vision-Systeme
• Maschinenkonzepte in der Fertigung
• Verpackungsarten von Bauelementen
• Fehlerarten und Fehlerquellen (Bauteile und Fertigung)
• Test von Baugruppen, Prüftechnik: Incircuit-Test, Boundary-Scan-Test, Flying
Probe-Test, Funktionstest, Automatische optische Inspektion, Automatische
Röntgeninspektion, Umwelttests, EMV-Tests, Selbsttest
• Integration von Schaltungen
Regelungstechnik – Crashkurs
• Aufgaben und Anwendungen der Regelungstechnik
• Begriffe und Benennungen
• Komponenten des Regelkreises
• Symbole der Regelungstechnik, Blockschaltbilder
• Arten von Regelungen
• Festwert-, Folge-, Kaskaden-, Verhältnisregelung
• Störgrößenaufschaltung
• Mehrkomponentenregelung
• Regelung mit Hilfsstellgröße, adaptive Regelung
• Stetige, unstetige, analoge, digitale Regelung
• Theoretische und experimentelle Prozessanalyse
• Eigenschaften und Arten von Regelstrecken
• Einteilung von Reglern
• Sollwertvorgabe, Istwerterfassung, Stellglieder
• Optimierung und Einstellregeln
• Aufgaben und Anwendungen der Regelungstechnik
• Begriffe und Benennungen
• Komponenten des Regelkreises
• Symbole der Regelungstechnik, Blockschaltbilder
• Arten von Regelungen
• Festwert-, Folge-, Kaskaden-, Verhältnisregelung
• Störgrößenaufschaltung
• Mehrkomponentenregelung
• Regelung mit Hilfsstellgröße, adaptive Regelung
• Stetige, unstetige, analoge, digitale Regelung
• Theoretische und experimentelle Prozessanalyse
• Eigenschaften und Arten von Regelstrecken
• Einteilung von Reglern
• Sollwertvorgabe, Istwerterfassung, Stellglieder
• Optimierung und Einstellregeln
Passive elektronische Bauelemente: Aufbau, Funktion, Eigenschaften, Dimensionierung und Anwendung
• Eigenschaften verschiedener Materialien
• Festwiderstände: Werte, Kennzeichnung, Bauformen, Herstellung
• Temperatur- und Frequenzabhängigkeit von Widerständen
• SMD-Widerstände: Aufbau, Impulsbelastung
• Potenziometer: Aufbau, Eigenschaften und Einsatzbereiche
• NTC-, PTC-, VDR-, LDR-Widerstand: Herstellung, Kennlinien, Funktion
• DMS: Arten, Aufbau, Anwendungen, Messverfahren
• Kondensatoren: Bauarten, Wirkungsweise, Eigenschaften, Kenngrößen
• Spulen: Eigenschaften und Verwendung
• Berechnungsgrundlagen zu Streifenleitungen
• Lichtwellenleiter, Hohlleiter
• Eigenschaften verschiedener Materialien
• Festwiderstände: Werte, Kennzeichnung, Bauformen, Herstellung
• Temperatur- und Frequenzabhängigkeit von Widerständen
• SMD-Widerstände: Aufbau, Impulsbelastung
• Potenziometer: Aufbau, Eigenschaften und Einsatzbereiche
• NTC-, PTC-, VDR-, LDR-Widerstand: Herstellung, Kennlinien, Funktion
• DMS: Arten, Aufbau, Anwendungen, Messverfahren
• Kondensatoren: Bauarten, Wirkungsweise, Eigenschaften, Kenngrößen
• Spulen: Eigenschaften und Verwendung
• Berechnungsgrundlagen zu Streifenleitungen
• Lichtwellenleiter, Hohlleiter
2. Auflage
Aktive elektronische Bauelemente: Aufbau, Strukturen, Wirkungsweise, Eigenschaften und praktischer Einsatz diskreter und integrierter Halbleiter-Bauteile
• Grundlagen der Halbleiter: Atommodell, Eigen- und Störstellenleitung
• Der pn-Übergang ohne/mit äußerer Spannung, Durchbruch, Schaltvorgang
• Halbleiterdioden: Aufbau, Funktion, Herstellung, Beschreibung und Daten
• Diodentypen: Universal-, Schalt-, Gleichrichter-, Schottky-, Zener-Diode, DIAC,
LED, Solarzelle, Foto-, pin-, Tunnel-, Gunn-, IMPATT-, BARITT-, Magnet-Diode
• Bipolare Transistoren: Betriebszustände, Funktionsweise, Grundschaltungen,
Kennlinien, Grenzdaten, Rauschen, Schaltverhalten, Aufbau und Herstellung
• Feldeffekttransistoren: JFET, MOSFET, Modelle, Wirkung, Grenzwerte, IGBT
• Thyristoren: Einteilung, Aufbau, Zünden, Löschen, GTO, MCT, LTT, IGCT, UJT
• Operationsverstärker: Typen, Kennwerte, Frequenzgang, Dynamik, Praxis
• Grundlagen integrierter Halbleiterschaltungen, Schaltkreisfamilien
• Halbleiterspeicher: ROM, RAM, MRAM, FRAM, SRAM, DRAM
• ASIC, PAL, GAL, CPLD, FPGA
• Grundlagen der Halbleiter: Atommodell, Eigen- und Störstellenleitung
• Der pn-Übergang ohne/mit äußerer Spannung, Durchbruch, Schaltvorgang
• Halbleiterdioden: Aufbau, Funktion, Herstellung, Beschreibung und Daten
• Diodentypen: Universal-, Schalt-, Gleichrichter-, Schottky-, Zener-Diode, DIAC,
LED, Solarzelle, Foto-, pin-, Tunnel-, Gunn-, IMPATT-, BARITT-, Magnet-Diode
• Bipolare Transistoren: Betriebszustände, Funktionsweise, Grundschaltungen,
Kennlinien, Grenzdaten, Rauschen, Schaltverhalten, Aufbau und Herstellung
• Feldeffekttransistoren: JFET, MOSFET, Modelle, Wirkung, Grenzwerte, IGBT
• Thyristoren: Einteilung, Aufbau, Zünden, Löschen, GTO, MCT, LTT, IGCT, UJT
• Operationsverstärker: Typen, Kennwerte, Frequenzgang, Dynamik, Praxis
• Grundlagen integrierter Halbleiterschaltungen, Schaltkreisfamilien
• Halbleiterspeicher: ROM, RAM, MRAM, FRAM, SRAM, DRAM
• ASIC, PAL, GAL, CPLD, FPGA
3. Auflage
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