Nach kurzer Einführung in die komplexe Wechselstromrechnung und den Umgang mit elementaren elektrischen Bauelementen werden zunächst Spannungs- und Stromquellen und ihre Zusammenschaltung mit einer Last sowie die Leistungsübertragung von der Quelle zur Last betrachtet. Nach Herleitung und beispielhafter Anwendung von Methoden und Sätzen zur Berechnung und Vereinfachung elektrischer Schaltungen (Überlagerungssatz, Reziprozitätstheorem, äquivalente Schaltungen, Miller-Theorem etc.) werden zunächst 2-polige Netzwerke analysiert und in einem weiteren Kapitel dann allgemeine Verfahren zur Netzwerkanalyse wie das Maschenstromverfahren und das Knotenpotenzialverfahren behandelt.

Die Berechnung der verallgemeinerten Eigenschaften von Zweipolfunktionen bei komplexen Frequenzen führt im verlustlosen Fall zur schnellen Vorhersagbarkeit des Frequenzverhaltens und zu elementaren Verfahren der Schaltungssynthese. Der nachfolgende Vorlesungsteil über mehrpolige Netzwerke konzentriert sich nach der Behandlung von allgemeinen Mehrtoren auf 2-Tore und ihr Verhalten, ihre verschiedenen Möglichkeiten der Zusammenschaltung und die zweckmäßige Beschreibung in verschiedenen Matrixdarstellungen (Impedanz-, Admittanz-, Ketten-, Hybridmatrix). Das Übertragungsverhalten von einfachen und verketteten Zweitoren wird am Beispiel gängiger Filterarten durchgesprochen und das Bode-Diagramm zur schnellen Übersichtsdarstellung eingeführt.

Nach allgemeiner Einführung der Fourierreihenentwicklung periodischer Signale wird die Darstellung von nicht sinusförmigen periodischen Erregungen von Netzwerken mittels reeller und komplexer Fourierreihen und die stationäre Reaktion der Netzwerke auf diese Erregung behandelt. Als mögliche Ursache für nichtsinusförmige Ströme und Spannungen in Netzwerken werden nichtlineare Zweipole mit ihren Kennlinienformen vorgestellt und auf die Berechnung des erzeugten Oberwellenspektrums eingegangen.

Title:

Principles of Electrical Engineering 2

Credits: 5

Contents

This course represents the second part of a three semesters series about "Principles of Electrical Engineering". Contents of the lecture are the analysis of (mainly) linear circuits, containing sources (independent and dependent) and lumped elements (resistors, inductors, capacitors, transformers).
In an introductory chapter the focus is on voltage and current sources, their transformations, Thévenin's and Norton's theorems and, additionally, the complex power transfer from a source to a load. The insight into the behaviour of networks is greatly enhanced applying different theorems, as for example those about reciprocity, electrical symmetry, Tellegen's and Miller's theorems, and also the concepts of equivalent and dual networks. After analyzing 2-poles, Kirchhoff's current and voltage laws are deduced, using the matrix description for the analysis of more complex n-poles. Special emphasis is put on 2-ports, their properties and the analysis of their interconnection, applying different matrix concepts (Y-, Z-, ABCD-, H-matrices). The course concludes with chapters about the non-sinusoidal periodic excitation of networks (real and complex Fourier series) and their steady-state analysis.

TUT: Grundlagen der Elektrotechnik II Tutorium

Dozent/in: Michael Gottinger, M. Sc.

UE: Grundlagen der Elektrotechnik II Übung

Dozent/in: Michael Gottinger, M. Sc.