Einfacher und erweiterter Gleichstromkreis – Gleichstrommesstechnik – Analysemethoden für Gleichstromnetzwerke – Ausgleichsvorgänge in Gleichstromkreisen – Nichtlineare Gleichstromkreise
Das vorliegende Werk ist für alle Studiengänge gedacht, in denen Lehrveranstaltungen über Elektrotechnik stattfinden. Dieses Buch bietet eine verständliche Einführung in das Gebiet der Gleichstromtechnik, mit dem häufig Vorlesungen über Elektrotechnik beginnen. Vorausgesetzt werden mathematische Grundkenntnisse, die etwa dem Abitur entsprechen. Zu Beginn erfolgen für das Verständnis von Stromkreisen notwendige Definitionen und Erklärungen von Fachbegriffen und physikalischen Größen. Der einfache Gleichstromkreis wird mit seinen grafischen Darstellungen, den verwendeten Bauelementen und ihren Eigenschaften, den Möglichkeiten ihrer Anordnung in der Schaltung sowie mit allen Betriebsfällen erläutert. Die darauffolgende Einführung grundlegender Gesetze und Methoden ermöglicht es, auch Gleichstromkreise mit mehr Bauteilen zu berechnen. Die Anwendung formalisierter Analysemethoden für Gleichstromnetzwerke erlaubt schließlich auch die Berechnung großer Schaltungen. Die Behandlung von Ausgleichsvorgängen in Netzwerken mit Kondensatoren und Spulen sowie grafische Lösungsmethoden für nichtlineare Gleichstromkreise ergänzen den Themenkreis. Zahlreiche Beispiele mit ausführlichen Lösungswegen bieten die Möglichkeit, das erlernte Wissen durch eigene Übungen zu vertiefen und zu festigen.
Aktualisiert: 2023-06-13
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Die Reihe von Lehr- und Studienbüchern richtet sich an alle Studierende und Ingenieure der Elektrotechnik als auch anderer technischer oder natürwissenschaftlicher Studiengänge, in denen Kentnisse der Elektrotechnik gefragt sind.
Wie schon die ersten drei Bände, stellt auch der vierte Band wieder eine Kombination aus Lehrbuch und Aufgabensammlung dar. Dabei dient es nicht nur als Lektüre für Studierende, sondern auch als Leitfaden für Lehrveranstaltungen sowie als Nachschlagewerk für Ingenieure.
Komplexe Sachverhalte werden anhand von zahlreichen Abbildungen und ausführlichen Erklärungen vermittelt. Zusammenfassungen am Ende der Kapitel heben das Wesentliche hervor. Außerdem gibt es in jedem Kapitel mehrere Beispiele und Übungen, mit denen die eben vermittelten Methoden direkt angewendet werden können. Die ausführlichen Lösungswege unterstützen dabei, das neue Wissen zu vertiefen und zu festigen.
Im vierten Band unserer Lehrbuchreihe werden die Ortskurven und Mehrphasensysteme behandelt. Interessante Beispiele zeigen auf, dass Ortskurven ein wichtiges Hilfsmittel sind, um einen Überblick über die Eigenschaften einer elektrischen Schaltung zu gewinnen. Zudem werden Kenntnisse über die Erzeugung und Verteilung elektrischer Energie, die Technik der Drehstromsysteme, die Eigenschaften von Transformatoren in der Energietechnik sowie Übertragern in der Nachrichtentechnik vermittelt.
Aktualisiert: 2023-06-13
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Dieses Buch bietet eine Einführung in die physikalischen und mathematischen Grundlagen der Elektrotechnik. Es ist für Studierende aller Fachrichtungen gedacht, in denen die Elektrotechnik zur Ausbildung gehört. Aufbauend auf Grundkenntnissen, die etwa dem Abitur entsprechen, werden Fachbegriffe, Definitionen und Vorgehensweisen eingeführt. Physikalische Felder werden nicht nur anschaulich vorstellbar, sondern auch mit den mathematischen Methoden der Vektoranalysis behandelt. Zahlreiche Beispiele mit ausführlichen Lösungswegen erleichtern dabei das Verständnis dieses anspruchsvollen Stoffes und ermöglichen es, das erworbene Wissen durch eigene Berechnungen zu vertiefen und zu festigen. Es werden Begriffe wie Ladungsträger, Ladungstrennung, Influenz, elektrischer Fluss und damit verbunden die grundlegenden Ursachen des elektrischen Stromes betrachtet. Die Erläuterung der unterschiedlichen Stromarten mit der Definition von Stromstärke und Stromdichte, Flussdichte, Potenzial und Spannung ergeben die Basis zum Verständnis elektrischer Stromkreise.
Aktualisiert: 2023-06-13
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LED-Displays mit hohem Blaulichtanteil wirken nachweislich negativ auf den Tag-Nacht-Rhythmus. Diese Dissertation behandelt die kombinierte Fragestellung, wie spektrale Veränderungen der Displaybeleuchtung die nicht-visuelle Lichtwirkung und die Farbwahrnehmung des Menschen beeinflussen. Es wird eine Methode zur Displaybeleuchtung durch Verschiebung der Peak-Wellenlängen entwickelt, prototypisch realisiert und in zwei Probandenstudien evaluiert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die vorliegende Arbeit zeigt ein bidirektionales On-Board-Batterieladegerät auf, das eine 1-phasige und 3-phasige kabelgebundene Netzanbindung und die Ankopplung von induktiven Energieübertragungssystemen ermöglicht. Eine Reduzierung der Kosten und des Volumens wird durch die Mehrfachnutzung von Komponenten erreicht. Neue Verfahren zur Reduzierung von Material und zur Steigerung der Effizienz werden anhand eines Demonstrators verifiziert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Eine fluktuierende Stromerzeugung aus Wind und Sonne und der unregelmäßige Betrieb von Verbrennungskraftwerken führen zu zeitlich variierenden Umweltprofilen der Stromversorgung. Für Ökobilanzen stromverbrauchender Produkte (z. B. Elektroautos) ist es hochrelevant, wann und mit welchem Mix der Strom erzeugt wird. Die in dieser Arbeit entwickelte HD-LCA-Methode ermöglicht es, Umweltprofile der Stromversorgung in stündlicher Auflösung zu ermitteln.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die berührungslose, induktive Energieübertragung weist viele Vorteile gegenüber kabelgebundenen Energieübertragungssystemen auf. Besondere Aufmerksamkeit erfährt die stationäre, induktive Energieübertragung seit einiger Zeit im Bereich der Elektromobilität, da hier ein hoher Nutzerkomfort von sehr hoher Relevanz ist. Hierbei besteht großes Interesse an induktiven Ladesystemen mit hohen Leistungen sowie hohen Wirkungsgraden. In der vorliegenden Arbeit wird deshalb ein induktives Ladesystem mit einer Netzanschlussleistung von 22 kW ausgelegt und anhand eines in einem Fahrzeug integrierten Demonstrators untersucht. In dem genannten Demonstrator werden Wirkungsgrade vom Stromnetz bis zu Batterie von fast 95 Prozent bei 10 cm Spulenabstand unter Laborbedingungen erzielt. Ebenso wird der Einfluss des Fahrzeugs auf die Effizienz des Systems mittels durchgeführter Messungen diskutiert. Um die Systemkosten bei gleichzeitig hoher Effizienz zu reduzieren, werden verschiedene Regelkonzepte untersucht. Schlussendlich wird ein bauraum- und wirkungsgradoptimales Konzept vorgestellt und evaluiert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Durch Kombinationen von zeitvariablen Energiepreisen und leistungsabhängigen Preisbestandteilen werden variable Stromtarife designt. Für jedes Tarifdesign wird das kostenminimierende Energiemanagement von Haushaltskunden bestimmt. Ein geeigneter Stromtarif kann entwickelt und dabei die Schwachstellen der anderen Tarifdesigns aufgezeigt werden. Der Stromtarif ruft ein ähnlich gutes Optimierungsergebnis hervor wie ein virtuelles Kraftwerk.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die vorliegende Arbeit zeigt die Konzeptionierung eines Power Hardware-in-the-Loop Prüfsystems zur Untersuchung des Verhaltens von Erzeugungsanlagen an realen Fällen des elektrischen Netzes. Durch die detaillierte Betrachtung von Simulationsmethoden, Echtzeit-Systemen, Leistungsverstärker und deren Schnittstellen ist das entwickelte System fähig eine feldtestähnliche Laborumgebung zu erschaffen für realistische Netzstudien und Anlagenprüfungen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Dieses praxisorientierte Nachschlagewerk richtet sich an Fach und Führungskräfte in der Produktionstechnik, der Energiewirtschaft sowie an Studierende der Ingenieur- und Wirtschaftswissenschaften.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In dieser Arbeit wird ein flexibel einsetzbares Optimierungswerkzeug zur nichtlinearen mathematischen Mehrzieloptimierung entwickelt und auf ausgewählte Problemstellungen des Netzbetriebs und der Netzplanung angewendet. In drei Beispielsimulationen wird sowohl für die Netzführung als auch für die Netzplanung gezeigt, dass durch den Einsatz des Optimierungswerkzeuges große Potentiale in beiden Disziplinen gehoben werden können.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die vorliegende Arbeit widmet sich der Entwicklung von Metallisierungskonzepten für siliziumbasierte Rückkontaktsolarzellen. Im Fokus stehen die p-Typ Metal Wrap Through und die n-Typ Back-Contact Back-Junction Zelltechnologie. Für zwei industrierelevante Konzepte – dem mehrlagigen Metallisierungsansatz und dem drahtbasierten Verschaltungsansatz – werden anhand zahlreicher Simulationsstudien sowie Experimente die grundlegenden wissenschaftlichen und technologischen Fragestellungen adressiert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In dieser Arbeit wird ein kombinierter piezoelektrischer und elektrodynamischer Generator entwickelt und untersucht. Es wird ein Simulationsmodell erstellt und die Grenzen aufgezeigt, bei denen die Kombination der beiden Generatorarten einen Leistungsgewinn gegenüber einem rein piezoelektrischen Generator erreicht. Des Weiteren wird eine Power Management Schaltung entwickelt und untersucht. Die Aussagen werden anhand von drei Aufbauten bestätigt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Energiewende sowie die turbulenten Entwicklungen im Technologiesektor beeinflussen zunehmend das Energiesystem der Fabrik. Die kurzen Entscheidungszyklen der Politik sowie die schnellen Entwicklungszyklen von Technologien fordern von dem Energiesystem eine entsprechende Wandlungsfähigkeit, damit die Fabrik in Zukunft in dem Bereich der Energie wirtschaftlich betrieben werden kann. Für Gestaltung dieser Wandlungsfähigkeit des Energiesystems ist ein methodisches Vorgehen wichtig. Diese Arbeit stellt eine solche Gestaltungsmethode vor. Dabei beginnt die Methode mit der Identifikation von Wandlungstreibern und stellt diese möglichen wandlungsbefähigenden Maßnahmen gegenüber. Anschließend erfolgt eine Beschreibung unterschiedlichen Entwicklungsszenarien, die Grundlage für die folgende systemdynamische Simulation sind. Eine Bewertung erfolgt mittels Monte-Carlo-Simulation und kombinierter multipler linearer Regressionsanalyse. Das Ergebnis ist eine Unterscheidungsunterstützung bei der Umsetzung oder Vorbereitung einzelner Maßnahmen im Rahmen der Fabrikplanung.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Intelligente dezentrale Energiesysteme haben beim Umbau der Energieversorgung eine herausragende Bedeutung besonders im Bereich von Industriebetrieben. Sie bieten ideale Voraussetzungen für die lokale Energiekopplung und damit einen großen Hebel zur Verbesserung der CO2-Bilanz. Die Herausforderung liegt in der Entwicklung einer flexiblen Betriebsstrategie. Ein intelligentes dezentrales Energiesystem wurde als einzigartiges Reallabor aufgebaut.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Beiträge des Tagungsbands behandeln die Themen Sicherheit, Inbetriebnahme, Kommunikation, Mobile Systeme, Sensorik und Signalverarbeitung, Kleinantriebe, Antriebsregelung und Mechatronik.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Metallionen-Hybridbatterien bilden eine Brückentechnologie zwischen Lithium-Ionenbatterien und lithiumfreien Batteriekonzepten. Die Arbeit beleuchtet das Konzept anhand beispielhafter Systeme: neben Na-Li-Hybridbatterien werden Mg-Li- und Mg-Na-Hybridbatterien hinsichtlich ihrer elektrochemischen Parameter und Mechanismen untersucht. Zur realistischen Einschätzung der Anwendungsreife wird stets der Vergleich zur etablierten Lithium-Ionen-Technologie gezogen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Aktualisiert: 2023-05-31
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Aktualisiert: 2023-05-31
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Die Buchreihe Elektrische Energieversorgung ist auf die Behandlung von stationären und quasistationären Zuständen des Elektroenergiesystems fokussiert und soll anhand von detaillierten Beschreibungen und Darstellungen das notwendige Rüstzeug zur Verfügung stellen, um selbständig Fragestellungen aus der Planung und Führung von elektrischen Energiesystemen behandeln zu können. Im dritten Band werden mit Blick auf ein grundlegendes Verständnis des Systemverhaltens und aufbauend auf den Inhalten der ersten beiden Bände die wichtigsten Themen im Rahmen der Netzplanung und Netzführung sowie für die Auslegung der elektrischen Betriebsmittel und Schalter behandelt. Dies umfasst die Berechnung von 3-poligen Kurzschlüssen und von unsymmetrischen Quer- und Längsfehlern, die Bestimmung der Übertragungsverhältnisse in NS- und MS-Netzen mit einfachen Netztopologien, die Analyse der Winkelstabilität bei kleinen und großen Störungen, die Berechnung der Vorgänge im Rahmen der Frequenzregelung in Insel- und in Verbundsystemen, die Auslegung der Betriebsmittel und Schalter im Rahmen der Untersuchung der thermischen und mechanischen Kurzschlussfestigkeit sowie die Eigenschaften, Vor- und Nachteile der Sternpunktbehandlung in den unterschiedlichen Netzebenen. Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Hofmann ist Leiter des Instituts für Elektrische Energiesysteme der Leibniz Universität Hannover und vertritt dort das Fachgebiet Elektrische Energieversorgung. Außerdem ist er Themenfeldleiter »Übertragungsnetze« am Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik in Kassel.
Aktualisiert: 2023-05-29
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