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Inhalt
1 Allgemeine Grundlagen
1.1 Elektronen .......... : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2 Elektrizitätsmenge Q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1 .3 Maßeinheiten und Formelzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4 Stromstärke I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5 Spannung U . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6 Wechselstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.7 Geschwindigkeit der Elektronenbewegung . . . . . . . . . . . . . .
Merksätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2 Der Widerstand R und seine Wirkungen im Gleichstromkreis
2.1 Ohmscher Widerstand R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.2 Grundbegriffe der Schaltungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.3 Zusammenhang zwischen Stromstärke, Spannung
und Wide rstand. Das Ohmsehe Gesetz . . . . . . . . . . . . . . 29
2.4 Elektrische Leistung P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.5 Wirkungsgrad rJ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . 33
2.6 Elektrische Arbeit und Betriebskosten ............... o.. 34
2.7 Stromdichte S und entstehende Wärme . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.8 T emperaturabhängigkeit des Widerstandes . . . . . . . . . . . . . 37
Merksätze ... .. .. . . .. ..
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3 Zusammenschaltung von Widerständen und Stromquellen
Reihenschaltung - Spannungsteilung .
3.1 Gesetze der Reihenschaltung .... . .. ..... . .. . .. . .
3.1.1 Widerstände .. ........... o
o................
3.1.2 Stromquellen ... ... ......
3.2 Vorwiderstand ................................. . .. 0...
3.3 Meßbereichserweiterung des Spannungsm essers . . . . . . . .
3.4 Spannungsabfall auf Leitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.5 Elektromotorisd1e Kraft E und innerer Widerstand Ri . . .
3.6 Leerlauf, Kurzschluß und Anpassung.
Aufteilung der EMK (Urspannung] . ......... ... .
3.7 Sicherung ....................................
Parallelschaltung - Stromteilung .....................
3.8 Gesetze der Parallelschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.8.1 Widerstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.8.2 Stromquellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.9 Meßbereichserweite rung des Strommessers . . . . . . . . . . . .
3.10 Leitwert G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Merksätze .... . ........ ....
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Kombinierte Strom- und Spannungstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3;11 Spannungsteiler oder Potentiometer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.12 Heizkreis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.13 Brückenschaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Merksätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4 Widerstände in der Praxis
4.1 Festwiderstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.1 Drahtwiderstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1.2 Schichtwiderstände . . .. . ... .. .. .. ..... . ....... ~.. .
4.1.3 Ke nnwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Belastbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Widerstandstoleranz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Spannungsfes tigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Verstellbare Widerstände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2,1 Mechanische Versteilbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.2 Widerstandskurven der Drehwiderstände . . . . . . . . . .
4.2.3 Ve rstellung durch Erwärmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.3.1 Eisenwasserstoffwiderstand . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.3.2 Heißleiter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.3.3 Kaltleiter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.4 Veränderung durch Schall [Kohlemikrofon) . . . . . . . .
4.2.5 Ve ränderung durch Licht [Fotowiderstände) . . . . . . .
4.2.6 Veränderung durch Spannung [z. B. VDR, Varistoren)
4.3 Richtungsabhängige Widerstände [Glei chrichter oder Richtleiter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3 .1 Detektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.2 Trockengleichrichter [Schichtgleichrichter) . . . . . . . . . .
4.3.2.1 Selengleichrichter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.2.2 Kupfer-Kupferoxydulgleichrichter . . . . . . . . . . .
4.3.3 Kristalldioden [Germanium- und Siliziumgleichrichter) .................. •. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.4 Kennlinie des Gleichrichters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4 Flüssigkeiten als Leiter [El ektrolyse) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Merksätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 Stromquellen in der Praxis
5.1 Gleichstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.1.1 Erzeugung der Spannung durch Reibung . . . . . . . . . .
5.1.2 Spannungserzeugung durch chemis0e Vorgänge .. ..
5.1.2.1 Primärelemente oder galvanische Elemente
5.1.2.2 Sammler oder Akkumulatoren
[S ekundärelemente) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Bleisammler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Nick el-Eis en sammler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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5.1.3 Spannungserzeugung im Thermoelement . . . . . . .. . . .
5.1.4 Spannungserzeugung durch Licht [Fotoelement] . .
Wechselstrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.1 Spannungserzeugung mit Maschinen . . . . . . . . . . . . . .
5.2.2 Spannungserzeugung durch Kristalle . . . . . . . . . . . . . .
Merksätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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6 Grundlagen des Wemseistroms
6.1 Verlauf des Wechselstroms [Periode] . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2 Frequenz f . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3 Wellenlänge ). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.4 Winkelgeschwindigkeit w oder Kreisfrequenz . . . . . . . . . .
6.5 Messung des Wechselstroms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.6 Phase . ... . ....... 1 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
6.7 Vektor [Zeiger] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.8 Zusammensetzung von Wechselströmen und -Spannungen
6.9 Sinuskurven und Oberwellen [Rechteckkurven] .. .. .. . . .
6.10 Drehstrom ................ ..... ........... ......... . ..
Merksätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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5.2
7 Elektrisdtes Feld und Kondensator
7.1 Elektrisches Feld ......................................
7.2 Anwendungen der elektrischen Kraftwirkungen .........
7.2.1 Elektrostatischer Spannungsmesser .. ·'·" ..........
7.2.2 Elektrostatischer Lautsprecher ........ . ...... .. ...
7.3 Influenz .... .... ......... . ........ . ........! . . . . . . . . . . . .
7.4 Grundlagen des Kondensators . .. . . .. . .. .... ...... ... ...
7.5 Kapazität C ...........................................
7.6 Parallelschaltung von Kondensatoren ...................
7.7 Reihenschaltung von Kondensatoren .......... ... ... . ..
7.8 Ladevorgang bei Gleichstrom
Zeitkonstante -r: • • ••••••• •••.•.••••••••••••••• .•.• ••••••
7.9 Kondensator im Wechselstromkreis
Kapazitiver Widerstand X e .........................
7.10 Phasenverschiebung fP .................................
7.11 Verluste im Kondensator .............. .. .......... ....
7.12 Tangenswerte für kleine Winkel ... . . . . . .... . ...........
7.13 Abschirmung von elektrischen Feldern . ..... . ..........
Merksätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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8 Kondensatoren in der Praxis
8.1 Kennwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
(Ka pazi tä tswert, Ka pazitä tstoleranz, S pannungsfestigkei t,
Temperaturkoeffizient, Kondensatorgüte, Belastbarkeit)
7
8.2
Festkondensatoren .. . ... . .. .. .. ...... . . .. . . . .... ......
8.2.1 Luftkondensatoren . ................. . ..... ..... . ..
8.2.2 Glimm erkondensatoren ............... . .. . .......
8.2.3 Keramische Kondensatoren .......................
8.2.4 Rollblockkondensatoren (Wick elkondensatoren) ... .
8.2.5 MP- und ML-Kondensatoren . . ... .. ...............
8.2.6 Elektrolytkondensatoren . . ........... . ...... ... ...
8.3 Ve rstellbare Kondensatoren ...................•........
8.3.1 Drehkond ensatoren ......... . .... •. ..............
8.3.2 Differentialkondensatoren ... .... .... .. .. .. ... . ...
8.3.3 Trimmer .. ........ . ............... . . ... ..........
8.4 Prüfung und Messung von Kondensatoren ...... .. ......
8.4.1 Prüfung ............... : ............ . .............
8.4.2 Einfache Kapazitätsmessung .............. .. ..... .
Merksätze . . .......................... . . .... ... ........
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I
9 Magnetisches Feld und seine Anwendung
I
9.1 Grundlagen des Magn e tismus .............. .. . . .. . .....
9.2 Magnetfeld des elektrisd1en Stromes .... . ..............
9.3 Magnetische Größen ..................... ........ ......
9.4 Magnetisierungskurven von Eisen ........... . .....•....
9.5 Anw ~11uungen der magne ti schen Kraftwirkungen .... ....
9.5.1 Relaisarten ............. .. ................. ......
9.5.2 Kopfhörer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . .
9.5.3 Freischwinger-Lautsprecher ......... • .... . . .......
9.5.4 Dynamischer Lautsprecher ................ . .......
9.5.5 Drehspulinstrument ...... . . . ............... .. ... .
9.5.6 Dreheiseninstrument [Weirheiseninstrument) ..... .
9.5.7 Drehmagnetinstrument . ....................... . ..
9.5.8 Kreuzspulinstrument [Quotientenmeßwerk) .... . ..
Merksätze .............. . ................. . ... .. ......
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10 Induktion
10.1 Induktionsgesetz .. .............. . ... . ... . .............
10.2 Induktion durch Bewegung und ihre Anwendung .. ·. . ....
10.2.1 Bändd1enmikrofon [dynamisch) ......... . ... . ....
10.2.2 Tauchspulenmikrofon [dynamisch) . ..............
10.2.3 Magnetischer Tonabnehmer .... . ......... . .. . .. ..
10.2.4 Dynamischer Tonabnehmer .... . . .. . .............
10.3 Induktion ohne Bewegung und ihre Anwendung .... . ...
10.4 Wirbelströme ..... .. . ........... . ........ .. ...........
10.5 Spulenkerne ................... .. . ... . ... .... .... ... ..
10.6 Abschirmung von magnetischen Feldern ... . ...... ... ...
Merksätze ....................... .. ..... . . . . . . . .......
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8
11 Selbstinduktion
11.1 Induktivität L .... .... . ... .. ........ ... ... .............
11.2 Reihen- und Parallelschaltung von Spulen . ...... .... . . .
11.3 Spule im Wechselstromkreis
Induktiver Widerstand XL ... .... .. .................
11.4 Phasenverschiebung rp ............ . .. . . . .. .. ...........
11.5 Ermittlung des Scheinwiderstandes Z . . . . ....... ........
11.5.1 Reihenschaltung von Wirk- und Blindwiderständen
11.5.2 Parallelschaltung von Wirk- und Blindwiderständen
11.5.3 Kombinierte Reihen- und Parallelschaltung . . . . . . .
11.6 W echselstromleistungen .. .... : ........................
11.7 Stromverdrängung [Haut- oder Skineffekt) . . ... . . . . . ... .
11.8 Verluste in Spulen . .. ...... ... ............ . . ...........
Merksätze ........ ' .. . .. ........ . . ... .. ....... . ........
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12 Spulen in der Praxis
12.1 Kennwerte . ..... .. ..... ............ . . ... . .... .... . . . ..
[Induktivitä tswert, Induktivitätstoleranz, Stabilität,
T emperaturkoeffizient, Spannungsfestigkeit, Spulengüte,
Belastbarkeit, Eigenkapazität)
12.2 Spulen mit fester Induktivität .. . .. . . .. . .. . . . ... ..... ...
12.2.1 Spulen für Gleichstrom ........ . .. ..... ......... .
12.2.2 Spulen für 50 Hz und Tonfrequenz
[Vormagn etisierung) .... . . .... .. ... .<.-: . . . . . . . . . .
12.2.3 Spulen für Langwellen ........ . . . .. . . . ...... . ...
12.2.4 Spulen für Mittelwellen ............. ! ..... . ......
12.2.5 Spulen für Kurzwellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.2.6 Spulen für Ultrakurzwellen ...... .. ........ .. ... .
12.2.7 Hochfrequenzdrosseln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12.3 Spulen mit verstellbarer Induktivität ...................
12.3.1 Veränderung der Windungszahl . .................
12.3.2 Variometer ................... .. . ......... . . .....
12.3.3 Veränderung des Eisenkerns
Permeabilitätsabstimmung . . ............... . .... .
12.3.4 Luftspaltveränderung . ... . . .... .... .... ... .. ... . .
12.3.5 Eindrehen des Eisenkerns ........... . ............
12.3.6 Veränderung der Spulenlänge . . .. .. ....... ... . ...
12.3.7 Veränderung der Windungszahl und Spulenfläche
12.3.8 Veränderung durch Vormagnetisie rung ...........
12.3.9 L-Veränderung durch Kupfer ..... .. . . . .. .... . .. . .
Merksätze ........................... . . ..... . .. ........
184
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13 Transformatoren
13.1 Grundprinzip
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9.
13.2
13.3
13.4
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13.7
13.8
Magnetfeld im Eisenkern bei k = 100 % . ..... . .... . ...
Transformation der Spannungen [k = 100 % ) ..........
Transformation der Stromstärken [k
100 % ) .........
Transformation des Widerstandes [k = 100 % ) .........
Windungszahl pro Volt .......... . ....... . .............
Spartransformator ........ . . . . .........................
Streutransformator [k
1) ............... . . • ....... . ..
Merksätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
=
<
14 Spule und Kondensator im Wemselstromkreis
Smwingungen im Smwingkreis
14.1 Gegenüberstellung von Spulen und Kondensatoren
14.2 Schwingungen ........ . .............. .. . . ... . . . ..... ...
14.2.1 Entstehung und Verlauf der Schwingung ..........
14.2.2 Dämpfung der Schwingung ......................
14.3 Arten der elektrischen Schwingkreise ......... . .. ......
14.3.1 Elektrische Schwingungen
im geschlossenen Schwingkreis ...... . ...........
14.3 .2 Offener Schwingkreis [Dipo l] ....................
14.4 Resonal'\z . ............................................
14.5 Kopplungsarten · .......................................
14.5.1 palvanische Kopplung ..................... . .. . . .
14.5.2 Induktive Kopp lung .... . ................ . .......
14.5.3 Kapazitive Kopplung .......... .. ...... . .........
14.5.4 "Fußpunktkopplung" ... . .. ..... ............... . .
Merksätze ........................ . ....................
15 Der
15.1
15.2
15.3
15.4
15.5
15.6
15.7
15.8
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204
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205
206
Schwingkreis als Widerstand
Reihenschwingkreis ohne Verluste . .....................
Reihenschwingkreis mit Verlusten ............ . .........
Parallelschwingkreis ohne Verluste .. ....... ... ... . .....
Parallelschwingkreis mit VerJusren ................•...
Güte des Schwingkreises Q ............... . ............
Resonanzkurve . ...... . ................................
Bandbreite b .. .... .. . ................. . ............ ...
L/C-Verhältnis ......... . ... .. ... . ....... . ..............
Abstimmbare Kreise ............................... ....
Merksätze
207
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212
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214
216
216
219
16 Anwendung der Schwingkreise
16.1 Unterdrückung einer Frequenz .........................
16.1.1 Sperrkreis ......................................
16.1.2 Leitkreis ........... .......... ..... .. .. .. ... . ....
16.1.3 Gege nfeldkreis als "Frequenzfalle" .............. .
220
220
220
221
10
16.2
Hervorhebung einer Frequenz ......................... .
16.2.1 Abstimmung durch Parallelkreis .. . ....... . ..... .
16.2.2 Abstimmung durch Reihenkreis . ... .. .... .........
16.3 Hervorhebung eines Frequenzbandes. - Das Bandfilter,
ein Schwingkreispaar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16.3.1 Transformatorische Kopplung (induktiv] .........
16.3.2 Induktive Kopplung durch einen gemeinsamen
Spulenteil ............... . .. ... .... ........... ...
16.3.3 Kapazitive Kopplung am "heißen Ende" der Kreise
16.3.4 Kapazitive Kopplung durch gemeinsamen
Kondensatorteil ....... .. ......... .... ...........
16.4 Trennung verschiedener Frequenzbereiche. - Hoch- und
Tiefpässe (Siebglieder) ................................
16.4.1 LC-Glieder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16.4.2 HG-Gli eder . . '. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16.4.3 RL-Glieder .. . ........... .. . ..... .. ..............
Merksätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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230
17 Leitung in Gasen
17.1 Allgem e ines .................... . ...................... 231
17.2 Glimmlampe ..•........•.........................•.... 232
M erksä tze ... ..... ..... ..... ........ . ....... ...... •.... 234
Anhang
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I. Fragen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
II . Grundformeln des Radiotechnikers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
III. Umstellen von einfachen Formeln .................. ... .... ..
IV. Grafische Dars tellungen in d er Radiotechnik ... . .... .........
V. Rechtwinkliges Dreieck ... .. ........ . .......... ... ..... . ....
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256
261
267 f
Stichwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
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