Dieses Buch bietet eine Einführung in die physikalischen und mathematischen Grundlagen der Elektrotechnik. Es ist für Studierende aller Fachrichtungen gedacht, in denen die Elektrotechnik zur Ausbildung gehört. Aufbauend auf Grundkenntnissen, die etwa dem Abitur entsprechen, werden Fachbegriffe, Definitionen und Vorgehensweisen eingeführt. Physikalische Felder werden nicht nur anschaulich vorstellbar, sondern auch mit den mathematischen Methoden der Vektoranalysis behandelt. Zahlreiche Beispiele mit ausführlichen Lösungswegen erleichtern dabei das Verständnis dieses anspruchsvollen Stoffes und ermöglichen es, das erworbene Wissen durch eigene Berechnungen zu vertiefen und zu festigen. Es werden Begriffe wie Ladungsträger, Ladungstrennung, Influenz, elektrischer Fluss und damit verbunden die grundlegenden Ursachen des elektrischen Stromes betrachtet. Die Erläuterung der unterschiedlichen Stromarten mit der Definition von Stromstärke und Stromdichte, Flussdichte, Potenzial und Spannung ergeben die Basis zum Verständnis elektrischer Stromkreise.

Inhalt

• Skalare und Vektoren, partielle Ableitungen, Koordinatensysteme - Darstellungsformen von Kurven, Bogenlänge - Physikalische Felder, Vektorfeld, Skalarfeld, Potenzialfeld - Gradient, Rotation, Divergenz - Felder in der Elektrotechnik - Kurven-, Flächen-, Volumenintegral - Integralsätze von Gauß, Stokes und Green - Normierung, Verstärkungsmaß, Nomenklatur, Naturkonstanten - Ladungstrennung, elektrischer Fluss, Influenz, Polarisation - Ladungsverteilungen, Kräfte zwischen Ladungen - Arten von Leitern, Leitfähigkeit - Stromarten, Stromstärke, Stromdichte - Kontinuitätsgleichung - Elektrische Flussdichte, Strömungsfeld - Elektrostatisches Feld, Satz von Gauß in der Elektrostatik - Elektrische Spannung, Potenzial, Poisson-Gleichung