Bücher der Reihe Leitfaden Der Elektrotechnik

Der hohe Entwicklungsstand bei den elektrischen Maschinen sowie die groen Fortschritte in der Leistungselektronik, Mikroprozessortechnik und Kommunikationstechnik im letzten Jahrzehnt erlauben die Realisierung qualitativ hochwertiger elektrischer Antriebssysteme, die bei minimalem geratetechnischen Aufwand eine verlustarme Energiewandlung, dynamisch hochwertige Bewegungsvorgange und eine schnelle Inbetriebnahme ermoglichen. Das Buch stellt das Gesamtgebiet der elektrischen Antriebssysteme ausgehend von den Komponenten uber die Steuer- und Regelverfahren bis hin zu ausgewahlten Anwendungsbeispielen ubersichtlich dar. Es ist als Lehrbuch in der Hochschulausbildung konzipiert, bietet aber auch dem Praktiker einen systematischen Einstieg auf wissenschaftlichem Niveau. In der dritten Auflage wurden einige Kapitel und Beispiele berarbeitet und an neue Entwicklungen im Fachgebiet angepasst.

Die Meßtechnik ist für alle Bereiche der Naturwissenschaft und Technik von großer Bedeutung. Dementsprechend existieren viele gute und lesenswerte Fachbücher, die den unterschiedlichen AufgabensteIlungen und Lösungsmög­ lichkeiten der verschiedenen Anwendungsgebiete gewidmet sind. Naturgemäß treten in solchen - meist nach Meßgrößen und Meßverfahren bzw. Meßgeräten gegliederten - fachspezifischen Darstellungen die allen praktischen Anwen­ dungen gemeinsamen theoretischen Grundlagen etwas in den Hintergrund. Spezielle Literatur, in der diese Grundlagen geschlossen behandelt werden, gibt es bisher kaum, abgesehen vielleicht von der Theorie der Maßsysteme und der Meßfehler. Dieses Lehrbuch soll dazu beitragen, die Lücke zu schließen. Es soll das Verständnis für das Wesen der Meßtechnik vertiefen und die Über­ tragung spezieller Erkenntnisse einzelner Fachgebiete auf andere erleichtern. Das Buch wendet sich an Leser, die Grundkenntnisse über meßtechnische Vor­ gänge und Geräte etwa in dem Umfang besitzen, wie sie zur Teilnahme an den elektrotechnischen und meßtechnischen Grundlagenlaboratorien der Hoch­ schulen vor dem Vorexamen erforderlich sind. Soweit diese Kenntnisse nicht bereits aus den naturwissenschaftlichen und technischen Unterrichtsveranstal­ tungen und Praktika der Schulen mitgebracht werden, können sie ohne große Mühe parallel zum Studium dieses Buches erarbeitet werden, z. B. anhand des im gleichen Verlag erschienenen Buches "Elektrische Meßtechnik" von Stöckl/Winterling. Neben diesem mehr praxisorientierten Wissen werden sy­ stemtheoretische Grundlagenkenntnisse vorausgesetzt, wie sie beispielsweise die ebenfalls im Teubner-Verlag erschienene "Einführung in die Systemdyna­ mik" von Profos vermittelt.

Die Digitaltechnik hat die Automatisierungs- und Prozesstechnik, die Vermittlungstechnik sowie die Daten- und Signalverarbeitung gepragt und weiterentwickelt wie keine Technologie zuvor. Daher gehort die Digitaltechnik zum unabdingbaren Grundwissen eines jeden Elektroingenieurs. Das Buch stellt die grundsatzlichen Wirkungsweisen von Digitalschaltungen sowie die Arbeitsmethoden der Digitaltechnik in den Vordergrund der Betrachtungen. Der seit der vierten Auflage enthaltene Abschnitt uber "e;Digitale Automaten"e; bietet eine ingenieurmaige Interpretation der Automatentheorie, wie sie zum Entwurf und zur Berechnung von komplexen Schaltwerken gebraucht wird.

daß auf die laufende Einfügung gegenseitiger Verweise im Text verzichtet werden konnte.

Die nun vorliegende 3. Auflage wurde grundlich durchgesehen und alle bekannt gewordenen Druckfehler wurden beseitigt. Bis auf die Aktualisierung einiger Zahlenwerte und kleinerer redaktioneller Verbesserungen sind keine weiteren Anderungen vorgenommen worden. Dieses Lehrbuch beschrankt sich auf jenen Teilbereich der Hochspannungstechnik, der der Theorie und dem Hochspannungslaboratorium zugeordnet werden kann. Es wendet sich somit vorwiegend an Studenten von Universitaten und Hochschulen, wird aber auch fur den in der Praxis stehenden Ingenieur eine wertvolle Arbeitshilfe sein. Zunachst werden Kenntnisse uber das elektrische Feld mit einfachen mathematischen Mitteln angeboten und grafische wie auch numerische Methoden beschrieben und in Beispielen erlautert. Im weiteren werden Durchschlagsmechanismen in gasformigen, flussigen und festen Stoffen sowie die Erzeugung und Messung hoher Spannungen behandelt. Die Hochspannungsprufung unter Laborbedingungen und ein Kapitel uber Uberspannungen und Wanderwellen beschlieen das Buch.

Wer die Studieninhalte der elektrotechnischen Studiengange uber die letzten Jahre hinweg beobachtet hat, wird mir sicherlich zustimmen, da klassische Lehrgebiete aus dem Maschinenbau wie Mechanik, Thermodynamik oder auch Konstruktionslehre sowie aus der Elektrotechnik wie Theoretische Elektrotechnik, Netzwerktheorie u. a. zugunsten neuerer Felder zuruckgenommen wurden. Die Gewinner dieser Reformen sind zum einen die softwareorientierten Facher wie Programmiersprachen, Softwareengineering usw. ; zum anderen sind dies die algorithmenorientierten Facher wie die Systemtheorie als Grundlagenfach und darauf aufbauend die Gebiete der Nachrichten-und Kommuni- kationstechnik sowie der Regelungs-und Automatisierungstechnik. Diese Anderungen sind sicherlich zeitgema und entsprechen den neuen Anforderungen an Elektroingenieure. War vor 20 Jahren in den technischen Abteilungen ein Verhaltnis zwischen hard- und softwareorientierten Ingenieuren von vielleicht 70% zu 30% anzutreffen, so hat sich in der Zwischenzeit das Verhaltnis umgekehrt. So gesehen entspricht das Arbeitsgebiet des Elektroingenieurs heutzutage mehr dem eines techni- schen Informatikers. Auch wenn zahlreiche Softwarepakete den Ingenieuren die Arbeit erleichtern oder sogar abnehmen, so ist es doch unsere Aufgabe als Hochschullehrer, gerade im Grundlagenstudium mit den Studierenden eine Basis zu erarbeiten, die erst das effektive Arbeiten mit den Programmen ermoglicht. Sonst kann es passieren, da mit PSPICE eine Schaltung simuliert oder mit MA TLAB ein FIR-Filter entworfen wird, die Ergebnisse aber kritiklos akzeptiert werden, auch wenn sie aufgrund fehlerhafter Eingaben vollig unsinnig sind. Glucklicherweise verstehen die meisten unserer Studie- renden diese Situation und arbeiten selbst in der sicherlich etwas "e;trockenen"e; System- theorie begeistert mit; ein Lob, das ich unseren Studenten an dieser Stelle ausdrucklich machen mochte, es ist nicht ubertrieben.

Die Elektronik hat sich in den letzten zwei Jahrzehnten so sturmisch entwickelt wie wohl kaum ein anderer Bereich der Elektrotechnik. Dabei waren es vor allem die Fortschritte der Festkorper- und Halbleiterphysik, die diese Entwicklung vorantrieben. Wahrend in den funfziger Jahren die Schaltungstechnik in zunehmendem Mae den ubergang von Rohren- zu Transistorschaltungen vollzog, wurde in den sechziger Jahren als weiterer Fortschritt der Einsatz von integrierten Schaltkreisen erreicht. Im Bereich der integrierten Schaltkreise ist jetzt eine Entwicklung zu beobachten, die - bedingt durch eine verbesserte Halbleitertechnologie - zur Herstellung immer komplexerer integrierter Halbleiter- schaltungen fuhrt. Dies hat eine weitgehende Verringerung des Raumbedarfs elektroni- scher Schaltungen zur Folge und fuhrt gleichzeitig zur Steigerung ihrer Leistungsfahig- keit. Sowohl elektronische Grorechner als auch besonders kleine elektronische Tisch- rechner zeugen vom hohen Stand dieser Schaltungstechnik. Neben dieser Entwicklung hochintegrierter Halbleiterschaltungen wurde in den letzten zehn Jahren eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen mit speziellen Eigenschaften ent- wickelt, die es erst ermoglichten, fur viele Schaltungsprobleme besonders einfache und deshalb effektive Losungen zu finden. Obwohl sich einerseits bei der Entwicklung neuer Halbleiterbauelemente bereits eine gewisse Sattigung abzeichnet, sind jedoch anderer- seits viele dieser Bauelemente noch nicht in die Lehrbucher der Technischen Universi- taten und Fachhochschulen eingegangen. Ziel dieses Buches ist es deshalb, eine Ubersicht uber die derzeit zur Verfugung stehenden Halbleiterbauelemente zu geben und ihren physikalischen Aufbau, ihre Wirkungsweise und ihre Anwendungsmoglichkeiten darzustellen.