Elektrostatik und kapazitive Instrumentierung: Theorie und Messungen

Dieses Buch, das sich an Schülerinnen und Schüler, Ingenieurinnen und Ingenieure sowie Praktikerinnen und Praktiker richtet, vermittelt die Theorie der Elektrostatik und die kapazitive Messtechnik, um vom Modell zum Gerät zu gelangen. Nach den Grundlagen (Vektorrechnung, Laplace/Poisson-Gleichungen, Randbedingungen, Eindeutigkeitssatz) werden dielektrische Medien, Kapazität, Energie und Kräfte (Maxwellsche Spannung, Randeffekte) und ihre Auswirkungen auf das Design behandelt. Ein umfangreicher Block beschreibt die numerischen FDM/FEM/BEM-Methoden: Wahl der Symmetrie, Vernetzung, Konvergenzkriterien, experimentelle Validierung. Was die Messungen betrifft, so behandelt das Buch CRL-Meter, Schering-Brücken, Schutztechniken, Abschirmung und Erdung, Kalibrierung und Unsicherheit, mit Schritt-für-Schritt-Protokollen und Tabellenkalkulationen. Fallstudien (Koaxialkabel, kapazitive Sensoren, taktile Schnittstellen, MOS/MEMS-Strukturen) zeigen, wie Geometrie, Permittivität und Leistung miteinander verknüpft werden können. Jedes Kapitel bietet "Behälter" für die Modellierung, Laborchecklisten und korrigierte Übungen zur Verankerung des Know-hows. Das Buch ist für die Ausbildung und das Ingenieurwesen bestimmt und zielt auf eine sichere und effiziente Praxis kapazitiver Systeme ab.