Elektrotechnik Tabellen Energieelektronik Westermann

432 Pages·2005·118.68 MB·German

by  Brechmann Dzieia Hörnemann Hübscher Jagla Klaue Wickert

Abkürzungen
ABB AusscfhüBurls ist zusncBdhl uittzz forschung
AEF AusscfhüEuris nsh ueniFdto ernm eligmrD öNßAe n
AGt AusscfhüGures bsr auchstiamDu egultiscNchohkreemnie tn ausschuss
BAM BundesfaünMrsa ttaelrti alprüfung
CEE Commislsnpitoo.uln rRa e glemeentltC aao tnitodrnelö 'lEeq uipement Electrique
(InterKnoamtmiiosnfsaüRilreoe gn ez luBnre gutaeclhetkutnErgrzi esucghneirs se)
CEN EuropäKiosmcihfteüNesroe r mung
CENELECE uropäKiosmcihfteüeesrle e ktrotNeocrhmnuinsgc he
CIE CommisIsnitoenr ndaelt 'iEocnla(alIienr taegreKn oamtmiiosnfsaüBilreoe ln e uchtung)
DBP DeutsBcuhnedse spatent
DGMA DeutsGcehsee llfsüMcreh sasftteu cnhAdnu itko matisierung
DKE DeutsEclheek trotKeocmhmniisssDciIhouNenn V dDi Em,
Stresem1a5n6,n0 a5lF9lr6ea en kfurt/Main
DIN DeutsIcnhseftsüiN rto urtm uBnugr,g graf4e-n11s00t,7r B8ae7ßr el in
DNA Deutscher Normenausschuss
DVG DeutsVcehreb undgees.eVZl.il,es gcehlLahaftän udsse5tr,6r 9 a1ßH2ee0 i delberg
EN EuropäNiosrEcmuh,re o pSetaann dNaorrdEm,ue o peenne
EVU Elektrizitäts-Versorgungsunternehmen
FeO Fernsprechordnung
HEA HauptberaftüuErnl gesksttreilzliete ä.tVs.a,n wendung
AmH auptba1h26,n0 h3oF2fr9 a nkfurt/Main
IEC InternEalteicotnraoClto emcihsn=sGi iEcIoIann lt ernEalteikotnraoltee chnische
Kommission
ISO InternOartgiaonnifazoSlart t ainodna rdization
(InternOartgiaonniafslüaert iNoonr mung)
IZE InformatidoeEnrls ezketnrtirzailete.ä Vt.s,w irtschaft
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JEDEC JoiEnlte cDtervoEinns gee neCeoruinncgi l
NTG NachrichteGnetseeclhlnsicshcahfet
ÖNA österreNiocrhmiasucshsecrh uss
ÖNORM ÖsterreNiocrhmi sche
ÖVE ÖsterreViecrhbifasüEncrldh e ekrt rotechnik
PTB PhysikaliscBhu-nTdeecshaBnnuisnstdcaehls1eta0 ,l30 l8,e1 Be1r 6a unschweig
RAL AusscfhüLuris esf erbeudniGdnü gtuensgiecbnhe DeiNr Au ng
REFA VerbfaüAnrrd b eitsusnBtdeu tdriieenb soer.gVa.n isation
AKW RationalisideeDrreu untgssWckihortemsnic theaef t
TAB TechnAinsscchhel ussbdeedVriD nEgWu ngen
VDE VerbdaenErdl ektroEtleeckhtunrniIodknn ,if ko rmationstechnik e.V.,
Stresem1a5n6,n0 a5lF9lr6ea en kfurt/Main
VDEW VerbdaenErdl ektrizei.tVFä.rt,as nwkefrukret /M.
VDI VerDeeiunt sIcnhgeern ieure
VDMA VerDeeiunt sMcahsecrh inenbaeu.-VA.n st�lten
VNB Verteilungsnetzbetreiber
VOB VerdingsfoüBrrad unluenigs tungen
ZVEH Zentraldvederer ubtasnEcdlh eeknt rohandwerke,
Lilien4t6,h0 a4lF8ar7la lnekef urt/Main
ZVEI ZentralEvleerkbtarnoudtn eEdcl henkitkr-onikindustrie,
Stresem1a9n6,n0 a5lF9lr6ea en kfurt/Main
Die Geschichte der Elektrotechnik
585 Entdeckung der Reibungselektrizität durch 1895 Röntgen entdeckt die nach ihm benannten
v.Chr. Thales. Strahlen.
1600 W. Gilbert gibt der Naturkraft Elektrizität ihren Erste Radio-Antenne. Popow
Namen. 1896 Marconi erfindet die drahtlose Telegraphie.
1663 Otto von Guericke erfindet die Elektrisier- 1897 Slaby und Arco errichten die erste Sende-
maschine. anlage in Deutschland.
1672 Leibniz entdeckt den elektrischen Funken. Braun erfindet die nach ihm benannte
Katodenstrahlröhre.
1735 Franklin baut den ersten Blitzableiter der
'Neuzelt. 1901 Erste Radioverbindung Europa - Amerika
1745 von Kleist erfindet den ersten Elektrizitäts- Ruhmer, Elektro-Fotographische Tonaufzeich-
speicher, die .Leidensr Flasche". nung
1782 Hauy entdeckt die Piezoelektrizität. 1904 Fleming erfindet die Glühkatodenröhre (Elek-
tronenröhre).
1785 Coulomb entdeckt die Gesetze des Magnetis-
Hülsmeyer entdeckt das Radar-Prinzip.
mus und der statischen Elektrizität.
1799 Volta erfindet die "Voltasche Säule" 1913 Meißner, Röhrensender-Rückkopplungsprinzip
(erste chemische Stromquelle). 1920 Conrad gründet den ersten Rundfunksender
der Welt in Pittsburg.
1819 Oersted entdeckt den Elektromagnetismus. 1923 Beginn des deutschen Unterhaltungs rundfunk
1820 Ampere formuliert die elektrodynamischen in Berlin am 29. Oktober
Gesetze. 1924 Zworykins, Ikonoskop (Fernsehen)
1826 Ohm entdeckt das Ohmsche Gesetz und 1937 Zuse beginnt die Entwicklung von Relaisrech-
begründet damit die Lehre vom elektrischen nern.
Widerstand.
1831 Faraday entdeckt die elektromagnetische 1941 SÜbcehroglätknyge, nE xperimente mit Metall-Halbleiter-
Induktion.
1836 Einführung des elektr. Signalwesens bei der 1945 Welker, Theorie der PN-Übergänge
Eniac, 1. Rechner mit Elektronenröhren
Eisenbahn durch Cooke.
1837 Erfindung des elektromagn. Schreibtelegraphen 1948 Brattain und Barden erfinden den Transistor.
durch Morse (Morse-Alphabet). 1949 Schoekley erfindet den Flächentransistor.
1840 Joule formuliert die Stromwärmegesetze 1954 Farbfernsehen in den USA
1847 Gründung des ersten Elektrounternehmens in Rapport, Strontium-Silizium-Atombatterie
Deutschland durch Siemens und Halske. 1955 Justi entwickelt Brennstoffelement.
1854 Goebel erfindet die Glühlampe. 1957 Serienfertigung v. Elektronenrechnem (USA)
1855 Erfindung des Fernschreibers durch Hughes. 1960 Herstellung von Planartransistoren
1857- Verlegung des ersten Transatlantikkabels durch 1963 Bruch, PAL-System für Farbfernsehen bei der
1866 Field. AEG.
1859 Plücker entdeckt die Elektronenstrahlen Hofstein und Heimen entwickeln den Feld-
Plante erfindet den Akkumulator. effekt-Transistor.
1867 Siemens baut die erste Dynamomaschine für 1968 Einführung von integrierten Schaltkreisen
Gleichstrom. 1971 Entwicklung des Mikroprozessors
1876 Erfindung des ersten Fernsprechers durch Bell 1977 Erster PC von Apple und Commodore
Erfindung des Mikrofons durch Hughes. 1979 Einführung der ersten Standardsoftware
1878 Siemens u. Halske bauen den ersten Gleich- (z. B. Textverarbeitung) unter MSDOS
strommotor. 1983 Graphische Benutzeroberfläche beim PC
1882 Bau des ersten Elektrizitätswerkes durch Solarzellenkraftwerk auf Pellworrn
Edison für die elektr. Beleuchtung (New York) 1984 Kabelfernsehen in Deutschland
1883 Elektronentheorie von Lorenz. 1988 Geschwindigkeitsrekord (406 kmJh) des ICE mit
P. und M. Curie erforschen die Piezoelektrizität. Drehstromantrieb
1884 Fernseh-Patent durch Nipkow (Nipkowsche 1989 ISDN
Scheibe).
1992 Digitaler Mobilfunk, CD-ROM
1887 Entdeckung der elektromagnetischen Wellen
1993 Euro-ISDN, MPEG-1
durch Hertz.
Bau des ersten Drehstromgenerators durch 1994 Homebanking
Tesla 1995 Internet in Deutschland MPEG-2
1888 Erfindung der Fotozelle durch Elster 1996 DVD; Online-Dienste
1889 Lautsprecher von Fritschen 1997 Erste elektronische Bücher
Käfigläufermotor von Dolivo-Dobrowolski. 2000 Windows ME, WIN 2000
1890 Drehstrom-Transformator von Dolivo- 2001 Taktfrequenz von Prozessoren 1,4 GHz,
Dobrowolski Testfahrt ICE 3 mit 330 km/h auf der Neubau-
1891 Erste Drehstromübertragungsleitung Laufen- strecke Köln - Frankfurt
Frankfurt, 15 kV, 220 kW durch Dolivo- 2002 Größtes Solarkraftwerk in Japan, Leistung ca.
Dobrowolski und Miller 3,4 MW; Wirkungsgrad über 16 %
Diesem BuchwurdendiebeiManuskriptabschlussvorliegenden
neuestenAusgabenderDIN-Normen undVDE-Bestimmungen
zugrundegelegt.Verbindlich sindjedochnurdieneuesten
AusgabenderDIN-NormenundVDE-Bestimmungen selbst.
WiedergegebenmitErlaubnisdesDIN DeutschesInstitutfürNormung
e.V.unddesVDEVerbandderElektrotechnik Elektronik Informations
technik e.V.MaßgebendfürdasAnwendenderNormen sindderen
Fassungenmitdem neuestenAusgabedatum,diebeiderVDE
VERLAG GMBH,Bismarckstraße33,10625Berlinbzw.derBeuth
VerlagGmbH,Burggrafenstraße6,10787Berlin,erhältlich sind.
DiesesPapierwurde
auschlorfreigebleichtem
Zellstoffhergestellt
5.Auflage,2005
BildungshausSchulbuchverlageWestermann Schroedel dDaierasuessWsienrdkuruhnedbeerrineczhetlnlicehTegilee
DiesterwegSchöninghWinklersGmbH schützt.JedeNutzung- außer
http://www.westermann.de in den gesetzlich zugelassenen
Fällen -istnurmitvorheriger
Verlagslektorat: ArminKreuzburg,GabrieleWenger lsacghersiftzluiclhäsesrigEi.nwilligungdesVer
Verlagsherstellung: HaraldKalkan
SatzundZeichnungen: Fa.Lithos,DirkHinrichs,Braunschweig
Herstellung: westermanndruckGmbH,Braunschweig
ISBN 3-14-225035-2
Elektrotechnik
Tabellen
Energieelektronik
Gerhard Brechmann,Cremlingen
Dr.MichaelDzieia,Darmstadt
ErnstHörnemann,Heiden
Heinrich Hübscher,Lüneburg
Dieter Jagla,Neuwied
JürgenKlaue,Roxheim
HaraldWickert,Emmelshausen
westermann
Grundlagen 1
5... 52
Bauelemente
53... 80
ElektrischeMaschinen
81...116
Energieanlagen
117 ...208
Kommunikationsanlagen
209...258
Leistungselektronik
259...280
Automatisierungstechnik
281...328
Werkstoffe
329...352
Technische Dokumentation
353...393
Formeln
394...409
Vorwortzur 5 .Auflage
Seit der letzten Auflage haben sich in Damitist sichergestellt, dass die Informa
Deutschland sowohl die informationstech tionsdichte in diesem Werkraschnutzbarist.
nischen wie auch die energietechnischen
Wo immernötig, werden die zugehörigen
Berufsfelderstarkverändert. VorschriftenundNormenin derrothinterleg
Die zunehmend auftrags -bzw.-prozessori ten Kopfzeile einschließlich Ausgabedatum
entierten Projekte erfordern daher immer genannt.DabeihandeltessichinderRegel
mehrfachübergreifendeKenntnisse. um Auszüge, die auf die Belange von
Berufsschule und Berufspraxis didaktisch
So ist 1998 im Handwerk derAusübungs reduziertwurden.
berufdesElektrotechnikers geschaffenwor
den, in dem sich die klassische Installa KlarerSeitenaufbauundFarbhinterlegungen
tionstechnik mit fernmeldetechnischen und tragen zurÜbersichtlichkeitbeiundvereinfa
elektromechanischen Gebieten Vereinigt. chen sodasrascheAuffinden dergesuchten
Weiterhin sind die Berufe desInformations Information. Die Farbgebung in den Dar
technikersunddesElektromaschinenbauers stellungenwurdenachfunktionalen Gesichts
als verwandteBerufe des Elektrotechnikers punkten ausgewählt. Wenn aus sachlogi
erklärtworden. schen Gründen erforderlich,wurdenichtge
zögert,vermehrtvierfarbige Abbildungenmit
Das Tabellenbuch gehtdurch seine vielfäl aufzunehmen.
tigen und ausführlichen Darstellungen auf
die gewerkeübergreifenden Tätigkeiten ein. Die nunmehrvorliegende 5.Auflage wurde
DerLehrstoffberufsbildenderSchulen wird vollständig überarbeitet und um 48Seiten
fürden handwerklichen unddenindustriellen erweitert.Dadurch konnten neue Entwick
Bereich abgedeckt.Zunehmendkommtes lungstendenzen berücksichtigtundaufThe
auch bei der praktischen Tätigkeit von men wie z.B. Feldbustechnik,Mechatronik
Facharbeitern,Meistern undIngenieurenzur und Instandhaltungstechniken eingegangen
Anwendungund eignetsichdarüberhinaus werden.
sehr gut als Begleitliteraturbeim Selbst
studium. DieKommunikationstechnik hatheuteauch
innerhalb derEnergieelektronik einen erhöh
Die bereits in der vorherigen Auflage inte ten Stellenwert.Deshalb istdaszusätzliche
grierte Formelsammlung istvon derLeser Kapitel Kommunikationsanlagen verfasst
schaft sehr gutangenommen worden und worden.
hatsich u.a.beiPrüfungsvorbereitungen gut
bewährt. Autoren und Verlag wünschen Ihnen viel
FreudeundErfolgbeim EinsatzdiesesWer
Dadie Berufsweltimmerglobalerwird,sind kes und sind fürHinweise und Verbesse
die Überschriften auch in der englischen rungen jederzeitaufgeschlossen und dank
Übersetzung aufgeführt.Weiterhin werden bar.
im Stichwortverzeichnis neben den deut
schen auch dieenglischen Fachbegriffeauf
gelistet.BesondererWertwurdehieraufdie
Ausführlichkeitgelegt,welches dem Benut
zer auch über verschiedene Begriffe den AutorenundVerlag
Zugangzum gesuchten Lernstofferlaubt. Braunschweig2002
1 Grundlagen
Mathematik Dichte,spezifisches Volumen... 27
Auftriebskraft 27
AllgemeinemathematischeZeichen Druck.. .. 28
undBegriffe .... ....... 6 Wärme....... 29
Zeichen undBegriffederMengen
lehre.............. .......
Addition undSubtraktion Chemie
Multiplikation undDivision .......
Grundlagen derChemie
Potenzieren ......... StoffabscheidungdurchElektro
Radizieren.
lyse(Galvanisieren)..... .......
Zehnerpotenzen
Logarithmieren .. S(Npoarnmnaulpnogtserneizhiaeled)er..Elemente
Binäre undhexadezimale Korrosionsschutzmaßnahmen
Potenzen.
Standard-Zahlenmengen ........
Vektoren ........... 10 Elektrotechnik
Prozentrechnung....................
Zinsrechnung GrundlegendeGrößenund
ZahlenundZahlensysteme.. Formeln derElektrotechnik
Gleichungen .................. Bemessungsspannungen..
RömischeZahlen Bemessungsströmein A.........
GriechischesAlphabet SpannungundStrom (gekürzte
Winkelfunktionen . Schreibweise)........
Lehrsätze ....... ........ ElektrischerWiderstand
Längen-undFlächenberech MessungelektrischerWider
nungen........ ........ 14 stände
Körperberechnungen ... ... 15 SchaltungenmitWiderständen......
SchaltungenmitSpannungs
quellen.......
Physik Wärmewirkungsgrad. ..............
ElektrischesFeld,Kondensator...
PhysikalischeGrößenund MagnetischesFeld
Einheiten ...... ............... 16 Induktionsspannung.........
FPohrymsieklazeliiscchheenKuonndsttaEaninnttheaennit.e..n.......... 1197 uSncdhaSltpvuolergnän.gebeiKondensatoren
Indizes.... 20 WechselspannungundWechsel
MasseundKraft. 21 strom
MechanischeArbeit,Leistungund Stromsysteme..... ...............
Drehmoment 22 Drehstromübertragung....
Wirkungsgrad......... 22 Verbraucherschaltungen im
MechanischeEnergie Drehstromnetz .......
Reibung..... Widerständeim Wechselstrom
HebelundRollen kreis ........
Antriebe... Filterschaltungen.....
Bewegungen........... Schwingkreise..........
GleichförmigeKreisbewegung...... KomplexeGrößen
Grundlagen
AllgemeinemathematischeZeichen undBegriffe
Generalmathematicalsignsandterms
Zeichen Verwendung Sprechweise(Erläuterungen) Zeichen Verwendung Sprechweise(Erläuterungen)
PragmatischeZeichen(nichtmathematischim en BesondereZahlenundVerknüpfungen
geren Sinne.BedeutungvonFallzuFallpräzisieren)
2 x = y xistungefährgleichy pi(3,1415926...);exp(1)
xistklein gegeny e(2,718281...)
AV xistgroß gegeny xhochn,n-tePotenzvonx
<il x entsprichty Wurzel(Quadratwurzel)ausx
IAV undsoweiterbis,undso n-teWurzelausx
weiter(unbegrenzt),Punkt, Betragvonx
Punkt,Punkt unendlich
AllgemeinearithmetischeRelationen ElementareGeometrie
undVernüpfungen
|| x =y xgleichy glh gundhstehensenkrechtzu
# xuy xungleichy einander(gorthogonalzuh)
V x < y xkleineralsy glih gistparallelzuh
IV V xkleinerodergleichy, giin gundhsindgleichsinnig
A xhöchstensgleichy parallel
x >y x größeralsy gih gundhsindgegensinnig
IA ΙΛ x größerodergleichy, parallel
xmindestensgleichy * lg,h) (nichtorientierter)Winkel
+ x +y xplusy, zwischen gundh
I x -y Sxumminmusevy,onxundy *(g,h) noaricehntiherterWinkelvong
Differenzvonxundy (Zählrichtungfestgelegt)
: **x.yoderxy xmaly,Produktvonxundy Streckevon Pnach Q
W-oder oderx/y |QSxuudomutrcimehnetyü,vboenrxx¡uvnondyigleich d(P,Q) nAabcshtanQd(Distanz)vonP
TNI 1bisn A (ABC) DreieckABC
? fistproportionalzug MEN MistkongruentzuN
ExponentialfunktionundLogarithmus TrigonometrischeFunktionensowiederen
Umkehrungen
eIenzxpxzoder nEzvoaxonptdüoerxnlrie(BcnehathesiaorislcLfhuoeng)zakrtiitohnmvuosn tscaionns stcainonszzz SCTaionnsugisneunvssonvvooznnzz
+ xhochz cot cotz Cotangensvonz
logyx Logarithmusvonx Arcsin Arcsinx Arcussinusvonx
lgx zduerkaBdaissicshyerLogarithmus Arccos Arccosx Arcuscosinusvonx
vonx(Basis10) Arctan Arctanx Arcustangensvonx
ZeichenundBegriffe derMengenlehre- Signsandtermsofsettheory
Zeichen Verwendung Sprechweise(Erläuterungen)|Zeichen Verwendung Sprechweise(Erläuterungen)
XEM xistElementvonM ACB AistechteTeilklassevonB,
X & M xistnichtElementvonM A echtsubB
X1,...,XnEA X1,...,XnsindElemente AB AgeschnittenmitB,
vonA Durchschnittvon AundB
U{{1,.}..,} ||А{{xxс11,0.в.(.x,)x}n} xtddAeiimneeisiMKttXl1eaT,ens(.ixsgl.k).ee,lamX(Msnsieetnd(geTneei)lmEalleelenmrgeen) AAUBB ugAAnuvodnehgrnBeveionnBig,tADmiufinftedrBe,nBzVevroeniniA
vonB,AsubB Voder{} leereMenge
Grundlagen
Additionund Subtraktion Multiplikation undDivision
Addition andsubtraction Multiplicationanddivision
Addition Multiplikation
Summand + Summand+ ...= Summe Faktor.Faktor- Produkt
a + b +...= x a . b = c(a,b,cER)
Ein Term isteinTmermathematischerA(ua,sdbr,uXckE.Rde)r ••KAosmsomziauttiavtgivegseestzetz a.(ba..bc)==(ab.ba).
ausZahlen,VariablenundRechenzeichenbesteht. Division
Subtraktion Dividend
Minuend - Subtrahend= Differenz Divisor =Quotient
a - b = c(a,b,CER) (a,b,cER,50)
(wennSubtrahend größeralsMinuend,Differenz Regeln
negativ)
•DivisiondurchNullistnichterlaubt!
Regeln
•Divisiondurch1 & - a
•Kommutativgesetz a +b = b +a
•Assoziativgesetz (a +b)+C = a+(b +c)
•Vorzeichen #
Rechenoperationin Klammerzuerstausführen! ttao-oa
•Klammernauflösen
a +(+b)= a+b a+(b +C)= a+b +c -+ba - ba ellO
a+(-b)= a-b a +(b -C)= a+b -C
a -(+b)= a -b a-(b +c)=a -b - C •PunktrechnungvorStrichrechnung
a -(-5)= a +b a-(b -C)=a -b +c (RechnunghöhererOrdnunggehtvor)
MehrereKlammern 4.a=4a a.b =ab
a-[(b-c)-(a+c)]=a-[b -c-a-c] Rechenzeichenkannentfallen
=2a-b +2c (+a).(+b)= ab (-a) (+b)= -ab
ZuerstinnereKlammerauflösen! (+a) (- )= -ab (-a).(-b)=ab
•IrrationaleZahlen a. = a.1= a
z.B.:V2+3=1,414+3=4,414 3aab.c8db ==a24bcadb 3aba++8cdb ==a3ba++8cdb
(Rundungsregeln anwenden)
Distributivgesetz
Brüche (a,b,c,dER) a(b +c)=ab +ac
•G(ZläehiclhernaamddiigeerenBrübzcwhe. catC •Ausklammern
subtrahieren,Nenner 01 4a+9a-3a=(4+9-3).a=10a
unverändertbelassen) ba+ca-da=(b +C-d a
.UngleichnamigeBrüche
(kHleaiunpsttenegnenmereibnisldaemne, ba dca.bdoudb.c 2a+3a-4m +m ==5aa(-23+m3)+m (-4+ 1)
Vielfache) ba+ca+dm +fm =a (b +c)+m -(d+f)
Term alsZähler(Klammerum Zähler) (a+b) (c +d)=a(c+d)+b(c+d)
=ac+ad+bc+bd
a+b c d (a+b)+(c -d)
•IrrationaleZahlenwerdenmultipliziertunddivi
diert,nachdemmangerundethat.
Beträge Brüche (a,b,xeIR).
mtSiagolunlnvgdoinedeZesianhVeolrzrZzwaeiihscclhnheuennrsdzgewerseWcihesrretinekobrheenncehwtBeeerdSrüetrncikc,hsseiecthzt •Mkautilotinpli- a.crac bddC аbdсbаaБ
(Betrag).
•Division ac. a acad (mitKehrwert
|-131= 13; 11,51= 1,5 b d bc multipliziert)