Fachgebiet Schaltungs- und  Systemtechnik

Prof. Dr. P. Pogatzki

GET III: 2V 1Ü 1P

Lehrveranstaltung im 3. Semester (Winter), ECTS: 5 CP

Prüfungsvorleistung: Praktikum (Anmeldung über das OSSC!)
Prüfung: Klausur mit einer Dauer von 90 min
Hilfsmittel: Eigene Formelsammlung(2 A4-Seiten),
Formelsammlung Laplace-Transformation (wird gestellt)

Inhalt von Vorlesung und Übung:

Symmetrische Komponenten: Einphasensystem, Drehstromsystem, symmetrische Spannungen und Ströme im Drehstromsystem, Mit-, Gegen- und Null-System, Impedanzen im Mit-, Gegen- und Null-System
Kurzschlussberechnung im Drehstromsystem: Symmetrischer dreiphasiger Kurzschluss, unsymmetrische Kurzschlüsse
Schaltvorgänge und Laplace-Transformation: Grundlagen der Laplace-Transformation, Schaltvorgänge mit einem Energiespeicher (Gleich- und Wechselsignale), Schaltvorgänge mit dualen Energiespeichern für Gleich- und Wechselsignale
Fourier-Reihen und diskrete Fourier-Transformation (DFT):  Ansatz eines linearen Systems, Fourier-Reihen-Entwicklung, Eigenschaften der Fourier-Reihen, Fourier-Reihen mit reellen Koeffizienten, Fourier-Reihen mit komplexen Koeffizienten und Erweiterung auf negative Frequenzen, Diskrete Fourier-Transformation (DFT), Abtasttheorem, Unterabtastung und Aliasing
Wellenausbreitung auf Leitungen: Ersatzschaltbild einer Leitung, Herleitung der Leitungsgleichungen, Wellenwiderstand und Reflexionsfaktor, Abschluss mit Ohmscher Last, Leerlauf und Kurzschluss, Kapazität und Induktivität, Grundlagen der Smith-Chart
Lineare Systeme: TBD

Literatur bzw. Lehrbücher:

Scripte (Vorlesung und Übung):

Vorlesung Kapitel 0-4
Vorlesung Kapitel 5-6
Übungsaufgaben

Tabelle der Laplace-Transformation

Übungsklausur1 Aufgaben     Übungsklausur1 Lösung  (30,5MB)
Übungsklausur2 Aufgaben     Übungsklausur2 Lösung  (33,5MB)

Animationen zur Leitungstheorie:

• Ein- und Ausschalten einer Gleichspannung:

Die Startphase ist bei den folgenden 3 Beispielen identisch. Erst ab dem Auftreten der Reflexion am Leitungsende ergeben sich Unterschiede!

Gleichspannung bei angepasster Leitung ein- und ausschalten (14,3MB)
Gleichspannung bei kurzgeschlossener Leitung ein- und ausschalten (13,5MB)
Gleichspannung bei leerlaufender Leitung ein- und ausschalten (13,8MB)

• Stationärer Betrieb mit Wechselspannung für verschiedene Abschlüsse:

Leitung mit Abschluss "Wellenwiderstand, Z=Zw"(8,0MB)
Leitung mit Abschluss "Leerlauf Z→∞"(10,6MB)
Leitung mit Abschluss "Kurzschluss Z=0"(10,8MB)
Leitung mit Abschluss "Spule, Z=jZw"(10,7MB)
Leitung mit Abschluss "Kondensator", Z=-jZw"(10,8MB)
 
Leitung mit Abschluss "Widerstand", Teil 1: Z=2Zw"(10,5MB)
Leitung mit Abschluss "Widerstand", Teil 2: Z=2Zw"(10,5MB)
 
Leitung mit Abschluss "Widerstand", Teil 1: Z=Zw/2"(10,5MB)
Leitung mit Abschluss "Widerstand", Teil 2: Z=Zw/2"(10,5MB)

Praktikumsversuche:

Anmeldung zum Praktikum erfolgt über das OSSC!