Elektrotechnik Schritt für Schritt verstehen

Grundlagen, Bauteile & Schaltungen einfach erklärt

M.Eng. Johannes Wild

• Publisher: 3DTech
• Year: 2022
• ISBN:
  9783949804731
• Topic: Technik & Maschinenbau
• Subtopic: Elektrotechnik & Telekommunikation

Suchen Sie eine einfache und verständliche Einführung in die Grundlagen der Elektrotechnik und Elektronik?
Dann sind Sie mit diesem Buch bestens beraten! Als Ingenieur (M.Eng.) möchte ich Ihnen das Grundwissen der Elektrotechnik und Elektronik einfach erklärt näher bringen. Zusammengefasst bietet Ihnen dieses Buch eine gut verständliche, intuitiv aufgebaute und praktische Einführung in die Welt der Elektrotechnik!

Was ist Strom und was ist Spannung? Was ist Ladung? Was ist Leistung, was ist 1 kWh? Wie funktioniert ein Elektromotor? Was ist der Unterschied zwischen Gleichstrom und Wechselstrom? In diesem Handbuch der Elektrotechnik werden nicht nur diese Fragen beantwortet, sondern auch viele weitere Themen ausführlich und im Detail behandelt.
Zudem lernen Sie in diesem kompakten Einsteiger Ratgeber den Aufbau sowie die Anwendung von wichtigen Elektronik Bauteilen wie Widerstand, Diode, Transistor, Kondensator und vieles mehr schnell und einfach kennen. Dieses Buch bietet Ihnen eine umfassende und dennoch kompakte Einführung in die Grundlagen der Elektrotechnik und Elektronik!

Neben wichtigen Grundbegriffen und Grundprinzipien werden Sie z.B. auch lernen, wie man elektrotechnische Schaltungen analysiert (Kirchhoff'sche Regeln), was ein Bipolartransistor, was ein MOSFET ist und wie ein Reihenschwingkreis aufgebaut ist. Wir befassen uns zudem damit, was passiert wenn man eine Spule in einem Magnetfeld platziert und welche praktischen Anwendungen diese Grundprinzipien in unserer modernen Welt haben. In Muster-Beispielen werden wir gemeinsam auch ein paar Berechnungen durchführen und wir werden in jedem Kapitel auch die mathematischen Gleichungen hinter den Grundprinzipen der Elektrotechnik kennenlernen. Je nachdem, wie tief Sie in die Materie einsteigen möchten, können Sie diese aber auch einfach nur zur Kenntnis nehmen.

Dieses Grundlagen Buch richtet sich speziell an alle, die noch keine oder nur schulische Vorkenntnisse in Elektrotechnik und Elektronik haben, oder bereits Kenntnisse haben, aber einen praktischen und verständlichen Ratgeber zum Thema Elektrotechnik suchen. Egal in welchem Alter Sie sind, welchen Beruf Sie haben, ob Sie Schüler, Student oder Rentner sind. Dieses Buch ist für alle, die sich mit Elektrotechnik und Elektronik auseinandersetzen möchten oder müssen.

Das Ziel dieses Buches ist, Ihnen näher zu bringen wie uns Elektrotechnik im Alltag begleitet und welche grundlegenden Prinzipien dabei ablaufen. Zudem lernen Sie die Grundlagen der Gleichstromtechnik und Wechselstromtechnik, deren physikalischen Hintergründe und vieles mehr! Entwickeln Sie in kürzester Zeit ein Grundverständnis für Elektrotechnik und Elektronik!

Zögern Sie deshalb nicht länger, werfen Sie am Besten einen Blick ins Buch und holen Sie sich Ihr Exemplar als Ebook oder Taschenbuch nach Hause!

Kurz zusammengefasst werden Sie in diesem Kurs Folgendes im Detail lernen:

- Grundbegriffe und Grundgrößen der Elektrotechnik
- Elektrotechnische Schaltungen analysieren und lösen
- Das Ohm'sche, das Ampere'sche und das Farady'sche Gesetz
- Bauteile wie Widerstand, Diode (z.B. LED), Transistor, Kondensator, Transformator, …
und deren Funktionsweise und Anwendungsgebiete kennenlernen
- Den Unterschied zwischen Gleich- und Wechselstrom, sowie ein- und mehrphasigenSystemen (Stichwort: Starkstrom)
- Wie kommt der Strom ins Haus? Das Stromversorgungssystem kennenlernen
- Gleichstrom und Wechselstrommotoren und deren Aufbau / Funktionsweise
- Ausblick: Erneuerbare Energien wie Photovoltaik und Windkraft
- und vieles mehr!

Werfen Sie am Besten einen Blick ins Buch und holen Sie sich Ihr Exemplar als Ebook oder Taschenbuch nach Hause!

Vorwort

Herzlichen Dank, dass Sie sich für dieses Buch entschieden haben!

Herzlich willkommen! Suchen Sie eine einfache und verständliche Einführung in die Grundlagen der Elektrotechnik und Elektronik?

Dann sind Sie mit diesem Buch: „Elektrotechnik Schritt für Schritt verstehen“ bestens beraten! Ich bin Ingenieur (M.Eng.) und möchte Ihnen das Grundwissen der Elektrotechnik und Elektronik einfach erklärt näher bringen. Dieses Buch bietet Ihnen eine gut verständliche, intuitiv aufgebaute und praktische Einführung in die Welt der Elektrotechnik!

Was ist Strom und was ist Spannung? Was ist Ladung? Was ist Leistung? Wie funktioniert ein Elektromotor, was ist der Unterschied zwischen Gleichstrom und Wechselstrom? In diesem Handbuch der Elektrotechnik werden nicht nur diese Fragen beantwortet, sondern auch viele weitere Themen ausführlich und im Detail behandelt. Neben wichtigen Grundbegriffen und Grundprinzipien werden Sie z. B. auch lernen, wie man elektrotechnische Schaltungen analysiert, was ein Transistor (Bipolar und MOSFET) ist und wie ein Reihenschwingkreis aufgebaut ist. Wir befassen uns zudem damit, was passiert, wenn man eine Spule in einem Magnetfeld platziert und welche praktischen Anwendungen diese Grundprinzipien in unserer modernen Welt haben.

Dieses Grundlagenbuch richtet sich speziell an alle, die noch keine oder nur schulische Vorkenntnisse in Elektrotechnik und Elektronik haben oder bereits Kenntnisse haben und einen praktischen und verständlichen Ratgeber zum Thema Elektrotechnik suchen. Egal in welchem Alter Sie sind, welchen Beruf Sie haben, ob Sie Schüler, Student oder Rentner sind. Dieses Buch ist für alle, die sich mit Elektrotechnik und Elektronik auseinandersetzen möchten oder müssen.

Das Ziel dieses Buches ist, Ihnen näherzubringen, wie uns Elektrotechnik im Alltag begleitet und welche grundlegenden Prinzipien dabei ablaufen. Es ist ein Buch, das ein Verständnis für elektrotechnische Schaltungen und auch ein Verständnis für die wichtigsten Bauteile (z. B. Widerstand, Transformator, Kondensator, Diode, usw.) in der Elektrotechnik bzw. Elektronik vermittelt. Zudem lernen Sie die Grundlagen der Gleichstromtechnik und Wechselstromtechnik, deren physikalischen Hintergründe und vieles mehr! Entwickeln Sie ein Grundverständnis für Elektrotechnik und Elektronik!

In diesem Elektrotechnik-Grundkurs lernen Sie alles, was Sie als Anfänger über die Welt der Elektrotechnik und Elektronik wissen müssen! Zögern Sie deshalb nicht mehr länger, werfen Sie am besten einen Blick ins Buch und holen Sie sich Ihr Exemplar als Ebook oder Taschenbuch nach Hause!

Inhaltsverzeichnis

Rechtliche Angaben

Vorwort

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Elektrotechnische Grundlagen & Schaltkreisanalyse

2.1 Einführung in die Elektrotechnik

2.2 Grundlegende Größen

2.3 Leistungsgleichung und Ohmsches Gesetz

2.4 Die passive Vorzeichenkonvention

2.5 Analyse von Gleichstrom-Schaltungen

2.5.1 Begriffe in Schaltkreisen

2.5.2 Die zwei Kirchhoff’schen Gesetze (KCL & KVL)

2.5.3 Die Maschenstromanalyse

2.5.4 Die Knotenspannungsanalyse (Nodalanalyse)

2.5.5 Äquivalente Schaltungen - Ersatzschaltungen

2.5.6 Eigenschaften von Reihen/Serien- und Parallelschaltung

3 Grundlagen der Elektronik

3.1 Grundlagen zu Halbleitern

3.1.1 Halbleiter-Dotierung

3.1.2 Die PN-Übergangsdiode

3.1.3 Die Leuchtdiode (LED)

3.1.4 Lösen von Schaltkreisen mit Dioden

3.2 Gleichrichtung (Rektifikation) und Anwendung einer Diode

3.2.1 Halbwellengleichrichter

3.2.2 Vollwellengleichrichter

3.3 Was ist ein Transistor?

3.3.1 Der Bipolartransistor (BJT) – Grundlagen

3.3.2 Der Sperrschicht-Feldeffekttransistor (JFET) – Grundlagen

3.3.3 Der Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOS-FET)

3.4 Praktische Anwendungen der Elektrotechnik und Elektronik

3.4.1 Leiterplatte / Platine (PCB)

3.4.2 Das Multimeter: Strom- und Spannungsmessung in der Praxis

4 Gleichstrom vs. Wechselstrom & Sinuswellen

4.1 Einführung zum Thema

4.2 Wechselspannung / Wechselstrom

4.3 Reihenschwingkreis (RLC-Schaltung)

4.3.1 Kondensatoren

4.3.2 Induktivitäten / Induktoren (Spule)

5 Stromversorgungssysteme

5.1 Energie und Einheitensystem

5.2 Das Leistungsdreieck

5.3 Einphasiger und dreiphasiger Wechselstrom

5.4 Wie kommt der Strom ins Haus? Die Stromversorgungssysteme

5.5 Schutz des Stromnetzes

6 Elektrische Maschinen

6.1 Magnetfeld und elektrische Maschinen – Grundlagen

6.1.1 Faraday’sches Induktionsgesetz

6.1.2 Das magnetisch-ohm'sche Gesetz

6.1.3 Kraft in einem stromführenden Leiter in einem magnetischen Feld

6.1.4 Spannung im stromführenden Leiter in einem magnetischen Feld

6.1.5 Drehmoment in einer stromführenden Schleife

6.2 Transformatoren (Trafos)

6.3 Gleichstrom-Maschinen (Gleichstrommotor)

6.3.1 Analyse von Schaltungen mit Gleichstrommotoren

6.4 Wechselstrom-Maschinen (Wechselstrom-Motoren)

6.4.1 Grundlagen zu Wechselstrom-Motoren

6.4.2 Das rotierende Magnetfeld

6.4.3 Wechselstrom-Motor-Typen

7 Erneuerbare Energien

7.1 PV-Anlagen – Photovoltaik

7.2 Windkraftanlagen - Windturbinen

Anhang A: Übersicht Schaltzeichen

Anhang B: Simulationssoftware & CAD Software für die Elektronik

Anhang C: Eine kurze Einführung zur Verwendung eines Arduino

Schlusswort

1 Einleitung

Was Sie in diesem Buch erwartet und was Sie lernen werden

In diesem Elektrotechnik Einsteiger-Ratgeber finden Sie eine Einführung in die Grundlagen der Elektrotechnik und Elektronik und lernen im Speziellen die grundlegenden Begriffe und Größen wie Strom, Spannung, Leistung und den Aufbau sowie die Anwendung von wichtigen Elektronik-Bauteilen wie Widerstand, Diode, Transistor, Kondensator und vieles mehr im Detail kennen. Schritt für Schritt teile ich als Ingenieur mit Ihnen mein Wissen aus Studium und Praxis, sodass Sie einerseits mit theoretischen Grundlagen, andererseits aber vor allem auch mit praktischen Beispielen einen optimalen Lernerfolg erlangen können.

In diesem Kurs, der sich speziell an Anfänger richtet, werden Sie zudem lernen, wie elektrotechnische Schaltungen aufgebaut sind und wie diese analysiert bzw. gelöst werden können. Dazu nutzen wir z. B. die Kirchhoff’schen Regeln, die wir im Detail kennenlernen werden. In Muster-Beispielen werden wir gemeinsam auch ein paar Berechnungen durchführen und wir werden in jedem Kapitel auch die mathematischen Gleichungen hinter den Grundprinzipen der Elektrotechnik kennenlernen. Je nachdem, wie tief Sie in die Materie einsteigen möchten, können Sie diese aber auch einfach nur zur Kenntnis nehmen. Dieses Buch bietet neben Gleichungen vor allem auch eine leichte und verständliche Art und Weise, um einen einfachen Einstieg in die Elektrotechnik zu erhalten und mit jedem Kapitel vertrauter mit Strom & Spannung zu werden.

Kurz zusammengefasst werden Sie in diesem Kurs Folgendes im Detail lernen:

- Grundbegriffe und Grundgrößen der Elektrotechnik

- Elektrotechnische Schaltungen analysieren und lösen

- Das Ohm’sche, das Ampere’sche und das Farady’sche Gesetz

- Bauteile wie Widerstand, Diode (z. B. LED), Transistor, Kondensator, Transformator, …

und deren Funktionsweise und Anwendungsgebiete kennenlernen

- Den Unterschied zwischen Gleich- und Wechselstrom, sowie ein- und mehrphasigen

Systemen (Stichwort: Starkstrom)

- Wie kommt der Strom ins Haus? Das Stromversorgungssystem kennenlernen

- Gleichstrom und Wechselstrommotoren und deren Aufbau / Funktionsweise

- und vieles mehr!

Seien Sie gespannt! Los geht es!

2 Elektrotechnische Grundlagen & Schaltkreisanalyse

2.1 Einführung in die Elektrotechnik

Die Elektrotechnik basiert maßgeblich auf zwei grundlegenden physikalischen Größen, die man bereits in der Schule behandelt – nämlich Ladung und Energie (Arbeit). Andre Ampere war der erste, der diese Eigenschaften der Elektrizität entdeckte, die in Form von Strom und Spannung für die Analyse elektrischer und el...

Table of contents

• Vorwort