Einführung in die Netzwerktheorie

in die Netzwerktheorie Berechnung des stationaren und dynamischen Verhaltens von elektrischen Netzwerken FUr Studenten der Elektrotechnik Mit 70 Bildern 2. , vollstandig Uberarbeitete Auflage M Friedr. Vieweg & Sohn Braunschweig /Wiesbaden 1. Auflage 1976 2. , vollstandig uberarbeitete Auflage 1985 Aile Rechte vorbehalten © Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig 1985 Die Vervielfaltigung und Obertragung einzelner Textabschnitte, Zeichnungen oder Bilder, auch fur Zwecke der Unterrichtsgestaltung, gestattet das Urheberrecht nur, wenn sie mit dem Verlag vorher vereinbart wurden. 1m Einzelfall muB Uber die Zahlung einer Gebuhr fUr die Nutzung fremden geistigen Eigentums entschieden werden. Das gilt fUr die Vervielfaltigung durch aile Verfahren einschlieBlich Speicherung und jede Obertragung auf Papier, Transparente, Filme, Bander, Platten und andere Medien. Dieser Vermerk umfaBt nicht die in den
53 und 54 URG ausdrUcklich erwahnten Ausnahmen. Umschlaggestaltung: Peter Kohlhase, Lubeck ISBN-13: 978-3-528-13032-9 e-ISBN-13: 978-3-322-85531-2 DOl: 10. 1007/978-3-322-85531-2 Meiner Familie Mirja, Martti, Marja VORWORT Die Netzwerktheorie befaBt sich mit der Berechnung des 6tatiu nMe. n und dynamwd!e. n Verhal tens von Netzwerken und versucht, gUnstige, den Problemstellungen angemessene Berechnungsverfah ren und Darstellungsformen zu finden. Netzwerke kannen sowohl aus elektrischen als auch aus mechanischen Elementen bestehen. FUr Elektrotechniker besteht ein Netzwerk in den meisten Fal len aus elektrischen Bauelementen; im Bereich der elektrischen Energietechnik kannen jedoch bei der BerUcksichtigung des Dreh zahlverhaltens von elektrischen Maschinen auch mechanische Bau elemente mit einbezogen werden.

Inhalt

1. Periodische und aperiodische Signale.- 1.1 Periodische Signale.- 1.2 Aperiodische Signale.- 1.3 Übungsaufgaben.- 2. Netzwerkelemente.- 2.1 Widerstand.- 2.2 Spannungs- und Stromquellen.- 2.3 Kondensator.- 2.4 Spule.- 2.5 Vierpole.- 2.6 Übungsaufgaben.- 3. Maschen- und Knotenanalyse.- 3.1 Einführung.- 3.2 Maschenanalyse.- 3.3 Knotenanalyse.- 3.4 Übungsaufgaben.- 4. Schleifen- und Schnittmengenanalyse.- 4.1 Grundbegriffe aus der Graphentheorie.- 4.2 Schleifenanalyse.- 4.3 Schnittmengenanalyse.- 4.4 Zusammenhänge zwischen den Analysen.- 4.5 Dualität.- 4.6 Einbeziehung von Vierpolen.- 4.7 Berücksichtigung von Verstärkerschaltungen.- 4.8 Allgemeine Theorie mit Berücksichtigung von gesteuerten Quellen jeder Art.- 4.9 Schematische Lösungswege für die Analysen.- 4.10 Übungsaufgaben.- 5. Zustandsgleichungen für das dynamische Verhalten von Netzwerken.- 5.1 Zustandsgrößen in Netzwerken.- 5.2 Zustandsgleichungen in Normalform.- 5.3 Aufstellung der Zustandsgleichungen mit dem Netzwerkgraphen.- 5.4 Beispiele.- 5.5 Lösungsmöglichkeiten für Zustandsgleichungen.- 5.6 Übungsaufgaben.- 6. Laplace-Transformation.- 6.1 Kurze Einführung, Funktionspaare.- 6.2 Eigenschaften.- 6.3 Partialbruchzerlegung.- 6.4 Bedeutung der Polstelien in der s-Ebene.- 6.5 Übungsaufgaben.- 7. Lösung von Zustandsgleichungen mit der Übertragungsfunktion.- 7.1 Definition und Berechnung der Übertragungsfunktion.- 7.2 Bildung der Übertragungsfunktion aus dem Frequenzgang und Laplace-transformierten Netzwerken.- 7.3 Rechenregeln für Übertragungsfunktionen.- 7.4 Berechnung der Übertragungsfunktion aus Strukturbildern.- 7.5 Definition und Berechnung der Übergangsmatrix.- 7.6 Übungsaufgaben.- 8. Stabilität.- 8.1 Übertragungsfunktionen von stabilen Systemen.- 8.2 Stabilitätskriterien.-8.3 Übungsaufgaben.- 9. Lösung von Zustandsgleichungen mit dem Analogrechner.- 9.1 Analogrechenelemente.- 9.2 Koppelplan.- 9.3 Normierung.- 9.4 Beispiel.- 10. Lösung von Zustandsgleichungen mit dem Digitalrechner.- 10.1 Numerische Integration.- 10.2 Simulationsprogrammsysteme.- Anhang: Matrizenformen und Matrizenalgebra.- Lösungen der Übungsaufgaben.- Literaturhinweise.- Sachwortverzeichnis.