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Begriffswelt der Feldtheorie: Praxisnahe, anschauliche Einführung

F. Imo Autor Adolf J. Schwab
de Limba Germană Paperback – oct 1997
Helmholtz­ Gleichung, nicht zuletzt die bekannte Schrodinger-Gleichung bringen, die wesentlich zur Erleichterung des Einstiegs in das fachspezifische Schrifttum beitragt.
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Specificații

ISBN-13: 9783540634874
ISBN-10: 3540634878
Pagini: 372
Ilustrații: XIII, 357 S.
Dimensiuni: 155 x 235 x 20 mm
Greutate: 0.52 kg
Ediția:5. Aufl.
Editura: Springer Berlin, Heidelberg
Colecția Springer
Locul publicării:Berlin, Heidelberg, Germany

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Graduate

Cuprins

1 Elementare Begriffe elektrischer und magnetischer Felder.- 1.1 Feldstärke, Fluß und Flußdichte von Vektorfeldern.- 1.1.1 Elektrisches Vektorfeld E.- 1.1.2 Magnetisches Feld H.- 1.1.3 Strömungsfeld J.- 1.2 Materialgleichungen — Grenzflächenbedingungen.- 2 Arten von Vektorfeldern.- 2.1 Elektrische Quellenfelder.- 2.2 Elektrische und magnetische Wirbelfelder.- 2.3 Allgemeine Vektorfelder.- 3 Feldtheorie-Gleichungen.- 3.1 Maxwellsche Gleichungen in Integralform.- 3.1.1 Induktionsgesetz in Integralform (Faradaysches Gesetz) Wirbelstärke elektrischer Wirbelfelder.- 3.1.2 Durchflutungsgesetz in Integralform (Ampèresches Gesetz) Wirbelstärke magnetischer Wirbelfelder.- 3.1.3 Gaußsches Gesetz des elektrischen Felds Quellenstärke elektrischer Felder.- 3.1.4 Gaußsches Gesetz des magnetischen Felds Quellenstärke magnetischer Felder.- 3.2 Kontinuitätsgesetz in Integralform Quellenstärke elektrischer Strömung.- 3.3 Maxwellsche Gleichungen in Differentialform.- 3.3.1 Induktionsgesetz in Differentialform Wirbeldichte elektrischer Wirbelfelder.- 3.3.2 Durchflutungsgesetz in Differentialform Wirbeldichte magnetischer Wirbelfelder.- 3.3.3 Divergenz des elektrischen Felds Quellendichte elektrischer Felder.- 3.3.4 Divergenz des magnetischen Felds Quellendichte magnetischer Felder.- 3.4 Kontinuitätsgesetz in Differentialform Quellendichte elektrischer Strömung.- 3.5 Analyse von Vektorfeldern bezüglich ihrer Wirbel- und Quellennatur.- 3.6 Die Maxwellschen Gleichungen in komplexer Schreibweise.- 3.7 Integralsätze von Stokes und Gauß.- 3.8 Netzwerkmodell des Induktionsvorgangs.- 4 Potentialfunktion, Gradient, Potentialgleichung.- 4.1 Potentialfunktion und Potential eines elektrostatischen Felds.- 4.2 Ermittlung der Potentialfunktion ausgewählter Ladungsverteilungen.- 4.2.1 Potentialfunktion einer Punktladung außerhalb des Ursprungs.- 4.2.2 Potentialfunktion einer Linienladung.- 4.2.3 Potentialfunktion einer allgemeinen Ladungskonfiguration.- 4.3 Gradient eines Potentialfelds.- 4.4 Potentialgleichungen.- 4.4.1 Potentialgleichungen für raumladungsfreie Felder.- 4.4.2 Potentialgleichung für raumladungsbehaftete Felder.- 4.4.3 Integraloperator ?-1.- 4.5 Elektrisches Vektorpotential.- 4.6 Vektorpotential des Strömungsfelds.- 5 Potential und Potentialfunktion magnetischer Felder.- 5.1 Magnetisches Skalarpotential.- 5.2 Potentialgleichung des magnetischen Skalarpotentials.- 5.3 Magnetisches Vektorpotential.- 5.4 Potentialgleichung des magnetischen Vektorpotentials.- 6 Einteilung elektrischer und magnetischer Felder.- 6.1 Stationäre Felder.- 6.1.1 Elektrostatische Felder.- 6.1.2 Magnetostatische Felder.- 6.1.3 Statisches Strömungsfeld (Gleichstrom-Strömungsfeld).- 6.2 Quasistationäre Felder.- 6.2.1 Quasistatische elektrische Felder.- 6.2.2 Quasistatische magnetische Felder.- 6.2.3 Quasistatische Strömungsfelder.- 6.2.4 Strömungsfelder mit Stromverdrängung.- 6.3 Nichtstationäre Felder — Elektromagnetische Wellen.- 6.3.1 Wellengleichung.- 6.3.2 Retardierte Potentiale.- 6.3.3 Hertzsche Potentiale.- 6.3.4 Energiedichte elektrischer und magnetischer Felder Energieflußdichte elektromagnetischer Wellen.- 7 Integraloperatoren div-1, rot-1, grad-1.- 7.1 Integraloperator div-1.- 7.2 Integraloperator rot-1.- 7.3 Integraloperator grad-1.- 7.4 Berechnung eines allgemeinen Vektorfelds E(r).- 8 Spannungs- und Stromgleichungen langer Leitungen.- 9 Typische Differentialgleichungen der Elektrodynamik bzw. der mathematischen Physik.- 9.1 Verallgemeinerte Telegraphengleichung.- 9.2 Telegraphengleichung mit a,b>0; c=0.- 9.3 Telegraphengleichung mit a>0; b=0; c=0.- 9.4 Telegraphengleichung mit b>0; a=0; c=0.- 9.5 Helmholtz-Gleichung.- 9.6 Schrödinger-Gleichung.- 9.7 Lorentz-Invarianz der Maxwellschen Gleichungen.- 10 Numerische Feldberechnung.- 10.1 Finite-Elemente-Methode.- 10.2 Differenzenverfahren.- 10.3 Ersatzladungsverfahren.- 10.4 Boundary-Element-Methode.- 10.5 Momenten-Methode.- 10.6 Monte-Carlo-Methode.- 10.7 Allgem. Bemerkungen zur numerischen Feldberechnung.- A1 Einheiten der verwendeten Größen.- A2 Skalar- und Vektorintegrale.- A3 Vektoroperationen in speziellen Koordinatensystemen.- A5 Komplexe Darstellung sinusförmiger Größen.- A6 Lorentz-Eichung und Coulomb-Eichung.- A6.1 Stromdichten einer Dipolantenne im nichtstationären Fall.- A6.2 Wellengleichung des magnetischen Vektorpotentials in der Coulomb-Eichung.- A6.3 Abschließende Bemerkungen.- Aufgabenteil.- 1 Elementare Begriffe elektrischer und magnetischer Felder.- 1.1 Skalarfelder.- 1.2 Vektorfelder.- 1.3 Fluß als Oberbegriff.- 1.4 Geschichtete Dielektrika.- 2 Arten von Vektorfeldern.- 2.1 Gradienten-, Quellen- und Wirbelfelder.- 3 Feldtheorie-Gleichungen.- 3.1 Induktionsgesetz.- 3.2 Induktionsspannung.- 3.3 Wirbelfelder.- 3.4 Durchflutungsgesetz; Induktivität.- 3.5 Durchflutungsgesetz; Feldstärkeverlauf.- 3.6 Magnetische Umlaufspannung.- 3.7 Magnetischer Fluß.- 3.8 Magnetischer Kreis.- 3.9 Satz vom Hüllenfluß: Kapazität.- 3.10 Satz vom Hüllenfluß: Feldstärke und Potential.- 3.11 Induktionsgesetz in Differentialform.- 3.12 Integral- und Differentialform des Gaußschen Satzes.- 3.13 Wirbeldichte des magnetischen Feldes.- 3.14 Integralsatz von Gauß.- 4 Gradient, Potential, Potentialfunktion.- 4.1 Potentialverteilung im Dielektrikum einer Koaxialleitung.- 4.2 Elektrisches Potential und elektrische Feldstärke.- 5 Potential und Potentialfunktion magnetostatischer Felder.- 5.1 Magnetfeld eines gleichstromdurchflossenen Leiters.- 5.2 Magnetfeld einer Zweidrahtleitung.- 5.3 Feldgrößen einer Koaxialleitung.- 6 Berechnung von Feldern aus ihren Quellen- und Wirbeldichten.- 6.1 Quellenfeld.- 6.2 Wirbelfeld.- 7 Einteilung elektrischer und magnetischer Felder.- 7.1 Stationäre Felder: Gleichstromfeld.- 7.2 Quasistationäre Felder: Stromverdrängung.- 7.3 Stromverdrängung im Rundleiter.- 7.4 Die schirmende Wirkung von Wirbelströmen.- 7.5 Elektromagnetische Wellenfelder.- 7.6 Helmholtz-Gleichung.

Caracteristici

Repetitorium der Feldtheorie für Elektrotechniker (insbesondere für Fachhochschulen)
Brücke zwischen theoretisch orientierter Vorlesung und praktischer Anwendung

Notă biografică

Professor Dr.- Ing. Dr. hc mult.  Adolf Josef Schwab studierte und promovierte an der Elite-Universität Karls­ruhe auf dem Gebiet der Elek­trotechnik. Seinem Aufenthalt als Postdoctoral  Fellow am MIT in den USA folgte 1972 die Habilitation. 1976 erhielt er einen Ruf als Professor an die Universität Darmstadt, 1978 an die Universität Dortmund. Im Jahr 1980 wurde er zum Ordentlichen Professor und Direktor des Instituts für Elektroenergiesysteme und Hochspannungstechnik an der Elite-Uni­versität Karls­ruhe ernannt. Von 1989 bis 1993 leitete er das ABB Konzernforschungszentrum in Heidelberg. Heute ist Prof. Schwab Ordinarius im Ruhestand und leitet die Prof. Schwab Consulting. Er ist Ehrendoktor der Universitäten St. Petersburg und Tomsk sowie Consulting Professor der Uni­versität Xian. Er ist Mitglied des VDE, Life Fellow des IEEE, Past Chair des IEEE Ethik-Komitees und Past Chair der  IEEE Germany Section.

Textul de pe ultima copertă

Dieses Lehrbuch bietet eine gute Grundlage für das tiefere Eindringen in die Theorie elektrischer und magnetischer Felder. Eine übersichtliche Systematik und die Konzentration auf wesentliche Sachverhalte sind die Vorzüge dieses Buches, das auch die Zusammenhänge zu anderen Fachgebieten – wie Fragen der mathematischen Physik – herstellt. Numerische Methoden zur Lösung feldtheoretischer Fragestellungen werden in ihrer grundsätzlichen Vorgehensweise verständlich erläutert und in ihrer Leistungsfähigkeit verglichen.
Aus dem Inhalt
Die Begriffe Fluss, Wirbelstärke, Wirbeldichte etc. werden physikalisch anschaulich interpretiert. Didaktisch geschickt werden die Maxwellschen Gleichungen in Integral- und Differenzialform behandelt; ebenso anschaulich werden Skalar- und Vektor-Potenziale eingeführt. Darüber hinaus zeichnet sich das Buch durch eine konsequente Betonung des Unterschieds zwischen Quellen- und Wirbelfeldern im gesamten Text aus. Das hierbei gewonnene intime Verständnis versetzt den Leser in die Lage, die anschließend vorgestellten Methoden der numerischen Feldberechnung auf Anhieb zu verstehen.
  • Finite Elemente
  • Finite Differenzen
  • Ersatzladungsverfahren
  • Boundary-Element-Methode
  • Momentenmethode
  • Monte-Carlo-Verfahren
Die Zielgruppen
Studierende der Elektrotechnik sowie Praktiker werden schrittweise von einfachen Definitionen physikalischer Größen zu schwierigen Begriffen und Verfahren hingeführt.
Der Autor
Professor Dr.- Ing. Dr. hc mult.  Adolf Josef Schwab studierte und promovierte an der Elite-Universität Karls­ruhe auf dem Gebiet der Elek­trotechnik. Seinem Aufenthalt als Postdoctoral  Fellow am MIT in den USA folgte 1972 die Habilitation. 1976 erhielt er einen Ruf als Professor an die Universität Darmstadt, 1978 an die Universität Dortmund. Im Jahr 1980 wurde er zum Ordentlichen Professor und Direktor des Instituts für Elektroenergiesysteme und Hochspannungstechnik an der Elite-Uni­versität Karls­ruhe ernannt. Von 1989 bis 1993 leitete er das ABB Konzernforschungszentrum in Heidelberg. Heute ist Prof. Schwab Ordinarius im Ruhestand und leitet die Prof. Schwab Consulting. Er ist Ehrendoktor der Universitäten St. Petersburg und Tomsk sowie Consulting Professor der Uni­versität Xian. Er ist Mitglied des VDE, Life Fellow des IEEE, Past Chair des IEEE Ethik-Komitees und Past Chair der  IEEE Germany Section.