0 Einführung.- 0.1 Die Schnittstelle zwischen Mathematik und Physik.- 0.1.1 Größenarten und Größen.- 0.1.2 Einheiten.- 0.1.3 Zahlenwert-und Einheitenfaktoren.- 0.1.4 Rechenregeln für Formeln.- 0.1.5 Physikalische Grundgleichungen und Definitionsgleichungen.- 0.1.6 Proportionalitätsfaktoren und Materialkonstanten.- 0.1.7 Das SI-Maß-und Einheitensystem.- 0.2 Eine kurze Geschichte der Elektrizitätslehre.- 0.3 Grundaufbau der Materie und elektromagnetische Erscheinungen.- 0.4 Computerprogramme.- 0.4.1 MATHCAD.- 0.4.2 PSPICE-Programmpaket und Vergleich mit MATHCAD.- 1 Elektrostatik.- 1.1 Polarität, Elementarladung und Ladungserhaltung.- 1.2 Die COULOMBkraft Fc.- 1.3 Der Feldbegriff.- 1.3.1 Amplituden- und Richtungseigenschaften von Vektorfeldern.- 1.3.2 Koordinatensysteme und Differentialelemente.- 1.3.3 Feldkoordinaten und-komponenten.- 1.3.4 Feldlinien.- 1.3.5 Skalar-und Vektorfelder.- 1.4 Feldstärkeassoziierte Größenarten.- 1.4.1 Elektrische Feldstärke E.- 1.4.2 Elektrisches Potential ?e.- 1.4.2.1 Der Gradient des Potentials grad?e.- 1.4.2.2 Potential ?e und Arbeit W.- 1.4.3 Elektrische Spannung U.- 1.4.3.1 Das totale Differential des Potentials d?e.- 1.4.3.2 Spannung U und Arbeit W.- 1.4.3.3 Das Linienintegral.- 1.4.3.4 Auswertung des Linienintegrals für verschiedene Geometrien.- 1.4.4 KIRCHHOFFsche Maschenregel, Ringintegral.- 1.4.5 Potential diskreter Ladungsverteilungen.- 1.4.6 Konstruktion elektrischer Feldlinien-und Potentialbilder.- 1.5 CoULOMBscher Dipol.- 1.5.1 Mechanisches Drehmonent T.- 1.5.2 Elektrisches Dipolmoment p.- 1.5.3 Drehmoment und Arbeit.- 1.5.4 Potential und Feldstärke des Dipols im Fernfeld.- 1.6 Erregungsassoziierte Größenarten.- 1.6.1 Diskussion der Definition geeigneter Erregungsgrößenarten.- 1.6.2 Flußberechnung für verschiedene Geometrien.- 1.6.3 Das Oberflächenintegral.- 1.6.4 Das Hüllenintegral, KIRCHHOFFsche Flußknotenregel.- 1.7 Kontinuierliche Ladungsverteilungen.- 1.7.1 Linienladung ?.- 1.7.2 Flächenladung ?, Leiter im elektrischen Feld, Influenz.- 1.7.3 Raumladung p.- 1.7.4 GAUßscher Satz der Elektrostatik, Divergenz.- 1.8 Dielektrika im elektrischen Feld.- 1.8.1 Permittivität ?.- 1.8.2 Elektrische Polarisation P und Elektrisierung P/?0.- 1.8.3 Atomare Polarisation und Dipolmoment.- 1.8.4 Geschichtete Dielektrika und Polarisationsbedeckung ?p.- 1.8.5 Brechungsgesetze an Grenzflächen der Permittivität.- 1.8.6 Die elektrostatische Quelldichte der elektrischen Feldstärke.- 1.8.7 PoISSON/LAPLACEgleichung der Elektrostatik.- 1.8.8 Technische Eigenschaften von Dielektrika.- 1.9 Kapazität C.- 1.9.1 Zusammenschalten von Kondensatoren.- 1.9.1.1 Kapazität parallelgeschalteter Kondensatoren, Flußteilerregel.- 1.9.1.2 Kapazität reihengeschalteter Kondensatoren, Spannungsteilerregel.- 1.9.2 Kapazitätsberechnungen bei inhomogenem Feldverlauf.- 1.9.2.1 Zylinderkondensator.- 1.9.2.2 Kugelkondensator.- 1.9.2.3 Kapazität der Doppelleitung.- 1.9.2.4 Kapazität der Einfachleitung gegen Erde, Spiegelungsmethode.- 1.9.3 Bauarten von Kondensatoren.- 1.10 Energieinhalt des elektrostatischen Felds.- 1.10.1 Energieinhalt des Kondensators Wc.- 1.10.2 Elektrische Feldenergie We.- 1.10.3 Kraft und Energie.- 1.10.4 Kräfte auf Grenzflächen.- 1.10.4.1 Reihengeschichtetes Dielektrikum.- 1.10.4.2 Parallelgeschichtetes Dielektrikum.- 1.11 Zusammenfassung der Gesetze der Elektrostatik.- 2 Elektrodynamik.- 2.1 Leitungsmechanismen in Materie.- 2.1.1 Nichtleiter, Leiter, Halbleiter.- 2.1.2 Klassische Elektronenbahn um den Atomkern.- 2.1.3 Schalen und Orbitale der Atomhülle.- 2.1.4 Die äußere Atomschale und das Bändermodell.- 2.1.5 Halbleitung.- 2.1.6 Ionenleitung in Flüssigkeiten.- 2.1.7 Ladungsträgerdichten.- 2.2 Feldstärkeassoziierte Größen.- 2.2.1 Größenordnung von Spannungen.- 2.2.2 Spannungserzeugung.- 2.3 Stromassoziierte Größenarten.- 2.3.1 Stromstärke I und Ladung Q.- 2.3.2 Stromdichte S und Strombelag K.- 2.3.3 KlRCHHOFFsche Stromknotenregel.- 2.4 Raumladungsströmung im Vakuum.- 2.5 Strömung durch leitfähige Materie.- 2.5.1 Elektrische Leitfähigkeit K.- 2.5.2 Beweglichkeit x.- 2.5.3 Brechungsgesetze an Grenzflächen der Leitfähigkeit.- 2.5.4 Die Quelldichte der elektrischen Feldstärke im Strömungsfeld.- 2.5.5 Technische Eigenschaften von Leitern.- 2.6 OHMscher Leitwert G und Widerstand R, OHMsches Gesetz.- 2.6.1 Zusammenschalten von Widerständen.- 2.6.1.1 Gesamtwiderstand parallelgeschalteter Widerstände, Stromteilerregel.- 2.6.1.2 Gesamtwiderstand reihengeschalteter Widerstände, Spannungsteilerregel.- 2.6.2 Widerstandsberechnungen bei inhomogenem Feldverlauf.- 2.6.3 Eigenschaften und Bauarten von Widerständen.- 2.7 Verlustenergie Ws und -leistung P des Strömungsfelds.- 2.7.1 Verlustenergie und -leistung im Widerstand.- 2.7.2 Elektrische Feldleistung.- 2.8 Widerstandsnetzwerkanalyse.- 2.8.1 Netzwerk-Ersatzschaltbild.- 2.8.2 Zählpfeile und Anzahl der Unbekannten im Netzwerk.- 2.8.3 Die KlRCHHOFFsche Knotenregel in der Netzwerk-Analyse.- 2.8.4 Die KlRCHHOFFsche Maschenregel in der Netzwerk-Analyse.- 2.8.5 Das Maschenstromverfahren.- 2.8.5.1 Herleitung des OHMschen Gesetzes in Maschenstromform.- 2.8.5.2 Unmittelbares Ablesen der MIM-Gleichung aus dem Netzwerk.- 2.8.5.3 Berechnung der Zweigströme aus den Maschenströmen.- 2.8.5.4 Manuelle Determinantenanalyse nach der CRAMERschen Regel.- 2.8.5.5 Analyse mit dem GAUß-SElDEL-Algorithmus.- 2.8.6 Das Knotenpotentialverfahren.- 2.8.6.1 Herleitung des OHMschen Gesetzes in Knotenpotentialform.- 2.8.6.2 Unmittelbares Ablesen der KAM-Gleichung aus dem Netzwerk.- 2.8.6.3 Berechnung der Zweigströme aus den Knotenpotentialen.- 2.8.6.4 Manuelle Determinantenanalyse nach der CRAMERschen Regel.- 2.8.6.5 Analyse mit dem GAUß-SElDEL-Algorithmus.- 2.8.7 Zweipoltheorie.- 2.8.8 Schaltungssimulation und -analyse mit PSPICE.- 2.8.8.1 Schaltplaneingabe in SCHEMATICS und Arbeitspunktanalyse.- 2.8.8.2 Parametrisierung gekoppelter Bauelemente mit PARAM.- 2.8.8.3 Variation von Bauelementen und grafische Darstellung mit PROBE.- 2.9 Halbleiter-pn-Übergänge.- 2.9.1 Diffusionsströme und Feldströme.- 2.9.2 Ladungsträgerdichten und Diffusionsspannung.- 2.9.3 Feldstärke- und Potentialverlauf, Sperrschichtbreite.- 2.9.4 pn-Übergang unter Spannung, Diodenkennlinie.- 2.9.5 Bauelemente mit mehreren pn-Übergängen.- 2.9.5.1 Bipolartransistor.- 2.9.5.2 Isolierschicht-Feldeffekttransistor (IG-FET).- 2.9.5.3 Sperrschicht-Feldeffekttransistor (JUG-FET).- 2.9.5.4 Thyristor.- 2.9.6 Schaltungssimulation und-analyse mit PSPICE und MATHCAD.- 2.9.6.1 Arbeitspunkt einer Diodenschaltung.- 2.9.6.2 Arbeitspunkt einer Bipolartransistorschaltung.- 2.9.6.3 CMOS-Inverter und CMOS-NAND-Gatter.- 2.10 Verschiebungsströme.- 2.10.1 Verschiebungsstromstärke iv und -dichte Sv.- 2.10.2 Kontinuitätsgleichung und Relaxationszeit ?.- 2.10.3 Der Kondensator im zeitveränderlichen Feld.- 2.11 RC-Netzwerke im zeitveränderlichen Feld.- 2.11.1 Entladen eines Kondensators über einen Widerstand.- 2.11.2 Ladevorgänge bei allgemeiner Anregung und Ladezustand.- 2.11.3 Komplexe Wechselstromrechnung.- 2.11.3.1 Zeiger.- 2.11.3.2 Impedanz und Admittanz.- 2.11.3.3 Wechselstromleistung.- 2.11.4 RC-Netzwerkanalyse im Frequenz- und Zeitbereich.- 2.11.4.1 Das Knotenpotentialverfahren im Komplexen.- 2.11.4.2 Transienten- und Frequenzanalyse mit PSPICE und MATHCAD.- 2.11.4.3 Aufstellen der Differentialgleichung aus der komplexen Darstellung.- 2.12 Zusammenfassung der Gesetze der Elektrodynamik.- 3 Amperescher Magnetismus.- 3.1 Magnetismus als Erfahrungswissenschaft.- 3.2 Magnetische Kraft Fm.- 3.2.1 Magnetische Kraft zwischen stromdurchflossenen Leitern.- 3.2.1.1 Die endliche Lichtgeschwindigkeit als Ursache des Magnetismus.- 3.2.1.2 Von der elektrischen Feldstärke zur magnetischen Kraft.- 3.2.1.3 Kraft paralleler Ströme, Ampèredefinition.- 3.2.2 Magnetische Kraft Fm zwischen bewegten Punktladungen.- 3.3 Flußassoziierte Größenarten.- 3.3.1 Magnetische Flußdichte B.- 3.3.2 Vektordarstellung der Flußdichte.- 3.3.3 Magnetische Feldlinienbilder.- 3.3.4 Magnetischer Fluß ? und Spulenfluß ?..- 3.
