Post Fit fürs Studium – Elektrotechnik

1. Auflage 2025
ISBN: 978-3-367-11283-8
Verlag: Rheinwerk
Format: EPUB
Kopierschutz: 0 - No protection

E-Book, Deutsch, 380 Seiten

Reihe: Rheinwerk Computing

So wird der Semesterstart zum Kinderspiel!
Das Studium der Elektrotechnik hält so manche Herausforderung bereit, und zwar von Beginn an. Bereiten Sie sich gezielt vor: Spüren Sie Wissenslücken aus dem »Schulstoff« auf und schließen sie auch gleich.
Uwe Post klärt wichtige Grundkonzepte anschaulich und verständlich. Nutzen Sie Simulationssoftware, um Schaltungen ohne spezielle Hardware direkt am Computer zu testen.
Mit Selbsttests und Erklärungen zu den unverzichtbaren mathematischen Grundlagen, allen wichtigen physikalischen Themen rund um Spannung, Strom, Induktion und Co. bis zu praktischen Projekten mit Mikrocontrollern.
Übungen und Lösungen machen das Buch ideal fürs Selbststudium. So gehen Sie gut vorbereitet an den Start!

Aus dem Inhalt:

• Mathematische Grundlagen
• Spannung, Strom und Widerstand
• Magnetfelder und Induktion
• Gleich- und Wechselrichter
• Wie Motoren und Generatoren funktionieren
• Digitale Schaltkreise und Logikbausteine
• Praktische Projekte mit Mikrocontrollern

Autoren/Hrsg.

Post, Uwe

Inhaltsverzeichnis

  1.  Einführung ... 12
  2.  Zahlen, bitte: Ein paar Mathe-Grundlagen ... 18

       2.1 ... Rechengesetze ... 19
       2.2 ... Einheiten und Vorsilben ... 21
       2.3 ... Gleichungen ... 23
       2.4 ... Funktionsgraphen in kartesischen Koordinaten ... 27
       2.5 ... Differenzialrechnung ... 31
       2.6 ... Integralrechnung ... 36
       2.7 ... Koordinatensysteme und Vektoren ... 41
       2.8 ... Trigonometrie und komplexe Zahlen ... 47
       2.9 ... Entspannungsübungen ... 54
       2.10 ... Lösungen ... 55

  3.  Voll geladen: Von Coulomb zum Kondensator ... 60

       3.1 ... Ladungen und Coulomb-Kraft ... 61
       3.2 ... Potenzial und elektrostatisches Feld ... 66
       3.3 ... Plattenkondensator und Kapazität ... 72
       3.4 ... Entspannungsübungen ... 77
       3.5 ... Lösungen ... 78

  4.  Das Kribbeln beginnt: Von Spannung und Strom ... 82

       4.1 ... Spannung verursacht Strom ... 83
       4.2 ... Widerstand und ohmsches Gesetz ... 86
       4.3 ... Kirchhoffsche Regeln und Spannungsteiler ... 91
       4.4 ... Halbleiter ... 95
       4.5 ... Optoelektronik ... 103
       4.6 ... Messgeräte ... 107
       4.7 ... Entspannungsübungen ... 111
       4.8 ... Lösungen ... 113

  5.  Echt anziehend: Magnetfeld und Lorentzkraft ... 116

       5.1 ... Physikalische Grundlagen ... 117
       5.2 ... Lorentzkraft ... 122
       5.3 ... Maxwell-Gleichungen ... 128
       5.4 ... Entspannungsübungen ... 130
       5.5 ... Lösungen ... 131

  6.  Aufgerollt: Spule und Induktion ... 134

       6.1 ... Induktion und lenzsche Regel ... 135
       6.2 ... Induzierte Wirbelströme ... 138
       6.3 ... Transformator ... 140
       6.4 ... Selbstinduktion ... 143
       6.5 ... Dämpfung durch Induktivität ... 145
       6.6 ... Spulen in Schaltungen ... 146
       6.7 ... Entspannungsübungen ... 148
       6.8 ... Lösungen ... 149

  7.  Messen -- Steuern -- Regeln ... 152

       7.1 ... Wer misst, misst Mist ... 153
       7.2 ... Multimeter ... 159
       7.3 ... Oszilloskop ... 162
       7.4 ... Biosensoren ... 167
       7.5 ... Steuer- und Regelkreise ... 168
       7.6 ... Entspannungsübungen ... 171
       7.7 ... Lösungen ... 172

  8.  Harmonisch: Schwingkreis und Resonanz ... 176

       8.1 ... Hin und her im Schwingkreis ... 177
       8.2 ... Praktische Anwendungen für Schwingkreise ... 183
       8.3 ... Radio Ga Ga ... 186
       8.4 ... Entspannungsübungen ... 189
       8.5 ... Lösungen ... 190

  9.  Aus der Steckdose: Hoch- und Wechselspannung ... 192

       9.1 ... Wechselstrom ... 193
       9.2 ... Drehstrom ... 198
       9.3 ... Netzbrummen und andere Störungen ... 199
       9.4 ... AC/DC ... 201
       9.5 ... DC/AC ... 203
       9.6 ... Entspannungsübungen ... 205
       9.7 ... Lösungen ... 205

10.  In Bewegung: Motoren und Generatoren ... 208

       10.1 ... Motor ist nicht gleich Motor ... 209
       10.2 ... Drehstrommotoren ... 220
       10.3 ... Generatorprinzip ... 223
       10.4 ... Entspannungsübungen ... 229
       10.5 ... Lösungen ... 229

11.  An oder aus: Digitale Schaltkreise ... 230

       11.1 ... Boolesche Logik ... 231
       11.2 ... Logikbausteine ... 234
       11.3 ... Schaltungen mit Gattern & Co. ... 238
       11.4 ... Entspannungsübungen ... 251
       11.5 ... Lösungen ... 251

12.  Vom NAND zum Prozessor ... 256

       12.1 ... Aufbau eines Mikroprozessors ... 257
       12.2 ... Klein, aber oho: Raspberry Pi ... 268
       12.3 ... Hallo, ist da jemand? ... 276
       12.4 ... Entspannungsübungen ... 286
       12.5 ... Lösungen ... 286

13.  Klein, billig, überall drin: Mikrocontroller ... 290

       13.1 ... Über Mikrocontroller ... 291
       13.2 ... C mit dem Arduino ... 301
       13.3 ... Entspannungsübungen ... 319
       13.4 ... Lösungen ... 319

14.  Smart Home: Ein Profi-Projekt ... 324

       14.1 ... Anforderungen und Planung ... 325
       14.2 ... Schrittweise Entwicklung ... 334

  Index ... 341

Über Autor(innen)

Post, Uwe
Uwe Post hat ein Diplom in Physik und Astronomie und entwickelt Smartphone-Apps und -Spiele. Er schreibt Fachartikel in Computerzeitschriften, allerdings deutlich mehr Science-Fiction-Geschichten. Sein Roman »Walpar Tonnraffir und der Zeigefinger Gottes« gewann 2011 den Kurd-Laßwitz-Preis und den Deutschen Science-Fiction-Preis. Wenn er nicht gerade neue Android- und Computerspiele oder Bücher schreibt, ist er anderweitig hyperaktiv.