Schwerpunkt der Anwendungen in der Elektrotechnik liegt im Gebiet der Wechselströme und -spannungen.
→ Allgemein als zeitabhängige Vorgänge: Einschalten, Ausschalten, Impuls und periodische Prozesse
→ Bleiben die Grundlagen der Gleichstromtechnik gültig?
Die allgemeinen Grundlagen der Elektrotechnik sind:
- Ohm’sches Gesetz,
- Kirchhoff’sche Gesetze,
- Eigenschaften von Kondensator, Spule und Widerstand
- und deren Anwendungen in elektrischen Netzwerken.
→zeitunabhängige Vorgänge (eingeschwungen, stationär)
Alte und neue Bauteile sind
- Kondensator, Spule und Widerstand
- Generator, Transformator, Leitung und Motor
- Halbleiter → nur Dioden (spannungsabhängige Schalter)
- Energieerzeugung erfolgt mit Synchron-Generatoren.
→ 90 % als Wechselspannungsenergie erzeugt und verteilt.
- Energietransport über weite Strecken nach
Herauftransformation der Spannung mit Transformatoren.
→ Wärmeverluste auf den Leitungen nehmen mit I2 ab. Spannungen in Europa 400 kV, in Russland und Kanada 700 kV.
- Umwandlung der elektrischen in mechanische
Energie durch einfache und robuste Asynchron-Motoren
Motoren.
→ Elektronische Drehzahlregelung (Frequenzumsetzer).
- Frequenzwahl: Bahnstromversorgung mit
16
Hz, Europäisches Energienetz im Verbund 50 Hz und
USA Energienetz im Verbund 60 Hz.
→ Frequenz so niedrig wie möglich, aber so hoch, dass bei Beleuchtung keine Lichtschwankungen sichtbar sind.
- Drehstromnetz: Netz mit drei miteinander verketteten Wechselspannungen. → ULN = 230 V und ULL = 400 V.
- Verständnisfragen: Warum nehmen wir keine Gleichspannung? Warum flackert das Licht im Zug nicht?
- Analog- und Digitaltechnik: Verarbeitung von Sprache
(beim Telefon 300 Hz − 3400 Hz) und Musik (16 Hz −
20 kHz) mit µPs und DSPs.
→ Mikroprozessortechnik
→ Integrierte Schaltungen
- Kommunikationstechnik: 10 kHz − 10 GHz
für leitungsgeführte Dienste (Sprache, Daten, Bilder) auf
Datenleitungen.
→ Nachrichtentechnik
→ Nachrichtenübertragung
- Hochfrequenztechnik: Modulation mit hochfrequenten
Wechselströmen (Trägerfrequenzen) zur Funkübertragung
mit elektromagnetischen Wellen (Maxwellsche
Gleichungen).
→ Theoretische Elektrotechnik