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Das Studium der Elektrotechnik hält so manche Herausforderung bereit, und zwar von Beginn an. Bereiten Sie sich gezielt vor: Mit diesem Buch 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 Übungen und Lösungen , ideal zum Selbststudium. So gehen Sie gut vorbereitet an den Start!
Aus dem Inhalt:
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
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