Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseCCSJ.pdf: 1343903 bytes, checksum: aa2a5fbffd13b95d16ec1f429e355eb5 (MD5) Previous issue date: 2008-08-20 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The industries of structural ceramics are among the most important production chains in the state of Rio Grande do Norte. The industry and other interest groups to target the replacement of firewood by natural gas. Studies accordingly concluded that simple change does not guarantee products of superior quality, and that the increase in spending on fuel can economically cripple the use of gas for burning the majority of products manufactured by that action. However some proposals of innovations in terms of process and product are being studied in an attempt to justify the use of natural gas in industry, structural ceramics. One of the aspects investigated is the development of ceramic products differentiated, with new designs and greater value added. Inserted in that context, this paper aims to investigate the potential use of clay-firing clear fabrication of the "bricks of apparent joins drought", a new ceramic product with an innovative way. The development of the work was done in three stages. In the initial stage was held the characterization of raw materials, sought information on physical, chemical, mineralogical and mechanical samples. In the second stage five bodies were made using two of the nine ceramic clay characterized the first step. The masses were analyzed and compared with respect to the size distribution, plasticity and technological properties. In the last part of this work was carried out tests on massive bricks manufactured on an industrial scale. The results show that the nine clays can be used in the manufacture of new ceramic products, is the only constituent of mass ceramic or by mixing with other(s) clay(s / As ind?strias de cer?mica estrutural figuram entre as cadeias produtivas mais importantes do estado do Rio Grande do Norte. O setor e outros grupos de interesse almejam a substitui??o da lenha pelo g?s natural. Estudos realizados nesse sentido conclu?ram que a simples mudan?a n?o garante produtos de qualidade superior, e que o aumento no gasto com combust?vel pode inviabilizar economicamente o uso do g?s para queima da maioria dos produtos fabricados por esse seguimento. Entretanto algumas propostas de inova??es em termos de processo e produto v?m sendo estudadas na tentativa de justificar o uso do g?s natural na ind?stria de cer?mica estrutural. Uma das vertentes pesquisadas ? o desenvolvimento de produtos cer?micos diferenciados, com novos designs e maior valor agregado. Inserido nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo investigar a potencialidade do uso de argilas de queima clara para fabrica??o dos tijolos de junta seca , um novo produto cer?mico com forma inovadora. O desenvolvimento do trabalho foi efetuado em tr?s etapas. Na etapa inicial foi realizada a caracteriza??o das mat?rias-primas, buscando obter informa??es em rela??o ?s propriedades f?sicas, qu?micas, mineral?gicas e mec?nicas das amostras. Na segunda etapa foram formuladas cinco massas cer?micas utilizando duas das nove argilas caracterizadas na primeira etapa. As massas foram analisadas e comparadas em rela??o ? distribui??o granulometria, plasticidade e propriedades tecnol?gicas. Na ?ltima parte desse trabalho foi realizado testes em tijolos maci?os fabricados em escala industrial. Os resultados mostram que as nove argilas podem ser utilizadas na fabrica??o dos novos produtos cer?micos, seja como ?nica constituinte da massa cer?mica ou pela mistura com outra(s) argila(s)

The diploma thesis deals with design of gas steam boiler with given parameters of steam. Blast furnace and coke oven gas are used as fuel. At the beginning of this work, both co-fired fuels are presented to us, their chemical analysis and stoichiometry are performed. The main part of the diploma thesis deals with the dimensioning of individual heat exchange surfaces such as steam superheaters, evaporators, economizers and air heaters. All heat exchange surfaces meet recommended parameters such as recommended steam rates, flue gas, etc. At the end, the total heat balance of the boiler is performed. Part of the work is also drawing documentation showing the main dimensions of the boiler. It is also indicated the connection of individual heat exchange surfaces.

The master's thesis is focused on the posibility of laboratory testing of shotcrete. The important point of the thesis is properties comparison of shotcrete made in laboratory with vibrating press and concrete with the same recipe made by spraying machine. The influence of shotcrete recipe, type and dosage of accelerating ingredient is also examined.

An AC system’s voltage unbalance by a fundamental frequency negative sequence system is usually the main cause for the emission of non-characteristic harmonics by current source converters as used in conventional HVDC systems. This emission takes place on both sides of each 12-pulse converter. On the DC side mainly a 2nd harmonic voltage appears driving a 2nd harmonic current. The magnitude of this harmonic current can exceed the magnitudes of the characteristic harmonics even if no low order resonance exists. Further non-characteristic harmonics generated by the converter under such unbalanced supply voltage conditions have frequencies with a frequency distance to the characteristic harmonics of 2 times the fundamental frequency. The main technical drawbacks are the unintended coupling between both AC systems and the risk of thyristor over-stresses by DC current discontinuities at low power transfer levels. On both AC sides the largest 2 non-characteristic current harmonics generated by a 12-pulse HVDC converter under unbalanced supply voltage conditions are a negative sequence system of the fundamental harmonic and a positive sequence system of the 3rd harmonic. Also on the AC sides further harmonics are emitted by the converter with a order number distance of 2 to the orders of the characteristic harmonics. However, in practical AC system operation special attention has to be paid to the 3rd harmonic distortion level, in particular when low order resonance appears between the system impedance and the impedance of the converter station AC filters. In order to avoid the above mentioned problems, large smoothing reactors and sometimes large blocking filters are installed on the DC side and the voltage distortion on the AC sides is reduced by AC filters. However, these filters require an expensive high component rating if they are tuned to the 2nd or 3rd harmonic respectively. The work shows that a modification of the valve firing can reduce the levels of the 2nd and 3rd harmonic without investment into additional primary equipment. Furthermore, this offers the chance to reduce the minimum power transfer level since also the risk of an intermittent DC current can be reduced. A corresponding algorithm and a control strategy are proposed. However, the calculation of an appropriate firing pattern requires a detailed modelling of the processes within the converters, especially the formation of the harmonics and the harmonic transfer between AC and DC sides. The work proposes a component vector model for the calculation of the harmonics. This model assumes that each harmonic consists of a first component representing the ideal conversion process, a 2nd component representing the impact of different commutation angles and in the case of the modified firing a 3rd component considering the impact of the intended non-equidistant firing. The work shows, that the harmonic component vectors resulting from voltage unbalance and from firing modulation can be treated separately and superimposed linearly. The calculation of the harmonic component vectors is performed applying the method of switching functions. For the consideration of the commutation and firing angle differences the modelling of switching functions based on differential impulses is proposed. However, especially an accurate representation of the above mentioned 2nd component vector requires a correct calculation of the commutation angles and their valve-specific differences. The investigations of this work have revealed that the conventional method of calculating the commutation angles – assuming an ideal smoothed DC current - may not produce results of sufficient accuracy. This is especially true in the case of a high ripple of the DC current, e.g. smoothed with a small smoothing reactor. A small smoothing reactor is typical for HVDC back-to-back applications. Therefore a new analytical method for the calculation of the commutation angles has been developed which in particular considers the typical pulse form of the DC current and additionally the impacts of the voltage unbalance and of the proposed modification of the firing on the ripple shape of the DC current. Moreover, as this analytical method requires the instantaneous values of the DC current at the instants of valve firing, a further analytical method for the calculation of these discrete current values has been developed. The equations are valid under the same conditions as the new ones for calculation of the commutation angles, i.e. resistive-inductive AC system fundamental frequency impedances, any degree of DC current smoothing between ideal smoothing and a ripple at the limit for current discontinuities. Symmetrical conditions, supply voltage unbalances and non-equidistant firing as proposed are applied. It is shown that, using this method, also the discrete values of the DC current at the end of the commutation intervals can be determined. In practice one of these discrete current values indicates the minimum value during one period of the fundamental frequency. This offers the chance for a more exact analytical determination of the limit for the appearance of DC current discontinuities. For typical parameters of a back-to-back installation the new methods and the new analytical equations have been compared with simulation results showing excellent correlation for typical voltage unbalances of not more than 1...2% and firing angle differences of not more than 2.5°. This verification is performed for the harmonics, the commutation angles and the discrete values of the DC current at the firing instants as well.:1 Einleitung und Ziel der Arbeit 1.1 Einführung in die Problematik 1.2 HGÜ-Systeme als Quelle von Strom- und Spannungsharmonischen 1.3 Netzspannungsunsymmetrien 1.4 Abgrenzung der betrachteten technischen Systeme 1.5 Beweggründe für die Betrachtung 1.6 Zielstellungen 2 Erkenntnisstand und Analyse der Aufgabenstellung 2.1 Harmonische 2.2 Aktive Kompensation von Harmonischen 2.3 Diskrete Werte des Zwischenkreisstromes am Beginn und Ende der Kommutierungsintervalle 2.4 Kommutierungswinkel 3 Grundlagen 3.1 Methodischer Ansatz 3.2 Allgemeine Voraussetzungen, Annahmen und Festlegungen 3.3 Maßgebliche Impedanzen für die Stromaufteilung 3.4 Maßgebliche Impedanz für die gleichstromseitigen Stromharmonischen 3.5 Leerlauf-Klemmenspannung des Stromrichters 3.6 Kommutierungsspannung 3.7 Nummerierungssystem der Ventile 3.8 Überlappungsformen der Kommutierungsintervalle 3.9 Komplexer Spannungsunsymmetriefaktor 3.10 Anwendung und Modifikation von Schaltfunktionen 3.11 Verifikation der Ergebnisse 4 Harmonische auf der Gleichstromseite 4.1 Bildungsgesetz 4.2 Charakteristische Harmonische 4.3 Nichtcharakteristische Harmonische infolge unsymmetrischer Netzspannungen 4.4 Nichtcharakteristische Harmonische infolge Ansteuermodifikation 5 Diskreter Wert des Zwischenkreisstromes im Zündzeitpunkt 5.1 Vorgehensweise 5.2 Lösungsansatz 5.3 Konstante Gegenspannung 5.4 Reale Gegenspannung des HGÜ-Stromrichters 5.5 Berücksichtigung von Resistanzen 5.6 Unsymmetrische Netzspannungen 5.7 Ansteuermodifikation 5.8 Unsymmetrische Netzspannungen und gleichzeitige Ansteuermodifikation 5.9 Ergebnisse 6 Kommutierungswinkel 6.1 Vorgehensweise 6.2 Konstante Gegenspannung 6.3 Reale Gegenspannung des HGÜ-Stromrichters 6.4 Berücksichtigung von Resistanzen 6.5 Unsymmetrische Netzspannungen 6.6 Ansteuermodifikation 6.7 Unsymmetrische Netzspannungen und gleichzeitige Ansteuermodifikation 6.8 Ergebnisse 7 Vertiefende Betrachtung der nichtcharakteristischen Harmonischen auf der Gleichstromseite 7.1 Vorbemerkungen 7.2 Unsymmetrische Netzspannungen 7.3 Ansteuermodifikation 7.4 Spannungsunsymmetrie und gleichzeitige Ansteuermodifikation 7.5 Ergebnisse 8 Harmonische auf der Netzseite 8.1 Bildungsgesetz 8.2 Charakteristische Harmonische 8.3 Nichtcharakteristische Harmonische 9 Betrachtungen zur aktiven Kompensation 9.1 Vorbemerkungen 9.2 Betrachtungsumfang 9.3 Grundlagen 9.4 Konzeptioneller Vorschlag für die Kompensation der 2. Stromharmonischen 9.5 Betrachtung der Drehstromseite 9.6 Vorschlag zur Weiterentwicklung des Konzeptes 9.7 Berechnungsbeispiel zur Kompensation der 2. Harmonischen im Zwischenkreis 9.8 Ergebnisse und Schlussfolgerungen 10 Zusammenfassung 11 Literatur 12 Formelzeichen und Abkürzungen 13 Anlagenverzeichnis

Die Erhaltung der Gehirnfunktion trotz Veränderungen im Organismus und dessen Umwelt erfordert homöostatische Mechanismen. Inhibitorische Interneurone spielen eine Schlüsselrolle bei Berechnungen und Homöostase im Gehirn. Es ist jedoch unklar, welcher Mechanismus diese Eigenschaften erzeugen kann. Diese Arbeit hat das Ziel, die homöostatischen Fähigkeiten solcher Interneurone zu bestimmen und die daraus resultierenden funktionellen Konsequenzen mit analytischen und numerischen Techniken zu ergründen. Die zentrale Hypothese dieser Arbeit ist, dass Interneurone ihre Feuerraten modulieren, um langfristig die Aktivität exzitatorischer Neurone bei einem homöostatischen Sollwert zu halten. Wir beginnen mit einem normativen Ansatz und leiten eine Plastizitätsregel her, welche die Aktivität von Interneuronen regelt, um netzwerkweite Abweichungen vom Sollwert zu minimieren. Um die biologische Plausibilität zu erhöhen, liefern wir zwei Approximationen, bei denen jede Interneurone auf die exzitatorische Population reagiert, die sie inhibiert und zeigen, dass alle drei Varianten vergleichbare aber unterschiedliche homöostatische Fähigkeiten haben. Wir kontrastieren den normativen Ansatz mit Regeln, welche die Aktivität einer Interneurone verändern, wenn die Neuronen, die sie treiben, vom Sollwert abweichen. Diese Regeln erzeugen Konkurrenz zwischen Neuronen und führen daher zu zerstreuter Netzwerkaktivität. Im zweiten Teil dieser Arbeit untersuchen wir, wie eine der approximierten Regeln die funktionellen Eigenschaften des sensorischen Kortex beeinflusst. Wir zeigen, dass sie mehrere experimentell Beobachtungen erklären kann, inklusive des Ko-Tunings von exzitatorischen und inhibitorischen Strömen und der Entwicklung von Zellverbänden. Zusammenfassend liefert diese Arbeit neue Erkenntnisse darüber, wie die Regulierung der Interneuron-Aktivität für neuronale Netzwerke homöostatisch sein kann, und zeigt mögliche Auswirkungen auf die Entwicklung und Erhaltung der Gehirnfunktion auf. / Preserving brain function despite ongoing changes inside the organism, and out in the world, necessitates homeostatic mechanisms. Inhibitory interneurons play a key role in both computation and homeostasis within the brain. However, it remains unclear if there is a mechanism that can account for both of these properties. This thesis therefore aims to determine the homeostatic capabilities of such interneurons and elucidate the resulting computational consequences, using analytical and numerical techniques. The central hypothesis of this thesis is that some interneurons slowly modulate their firing rates to maintain the long-term activity of excitatory neurons at a homeostatic set-point. Thus we begin with a normative approach, deriving a plasticity rule that regulates the activity of interneurons to minimise network-wide deviations from that set-point. In the interest of biological plausibility we also provide two approximations, both of which make each interneuron responsive to the excitatory population it inhibits, and show that all three variants exhibit comparable though distinct homeostatic capabilities. We contrast this normative approach by characterising the homeostatic properties of rules which instead alter the activity of an interneuron when the neurons that drive it deviate from the set-point. Those rules induce a competition between neurons, causing network activity to become sparse. In the second part of this thesis, we investigate how one of the approximate rules affects computational properties of sensory cortex. We show that it can account for several experimentally reported results, including co-tuning of excitatory and inhibitory currents, and the development of excitatory-inhibitory cell assemblies. In summation, this thesis provides new insight into how regulating interneuron activity can be homeostatic for neuronal networks, and reveals potential implications for development and preservation of brain function.

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Neurone sind anregbare Zellen, die mit Hilfe von elektrischen Signalen miteinander kommunizieren. Im allgemeinen werden eingehende Signale von den Nervenzellen in einer nichtlinearen Art und Weise verarbeitet. Wie diese Verarbeitung in einer umfassenden und exakten Art und Weise mathematisch beschrieben werden kann, ist bis heute nicht geklärt und ist Gegenstand aktueller Forschung. In dieser Arbeit untersuchen wir die nichtlineare Übertragung und Verarbeitung von Signalen durch stochastische Nervenzellen und wenden dabei zwei unterschiedliche Herangehensweisen an. Im ersten Teil der Arbeit befassen wir uns mit der Frage, auf welche Art und Weise ein Signal mit einer bekannten Zeitabhängigkeit die Rate der neuronalen Aktivität beeinflusst. Im zweiten Teil der Arbeit widmen wir uns der Rekonstruktion eingehender Signale aus der durch sie hervorgerufenen neuronalen Aktivität und beschäftigen uns mit der Abschätzung der übertragenen Informationsmenge. Die Ergebnisse dieser Arbeit demonstrieren, wie die etablierten linearen Theorien, die die Modellierung der neuronalen Aktivitätsrate bzw. die Rekonstruktion von Signalen beschreiben, um Beiträge höherer Ordnung erweitert werden können. Einen wichtigen Beitrag dieser Arbeit stellt allerdings auch die Darstellung der Signifikanz der nichtlinearen Theorien dar. Die nichtlinearen Beiträge erweisen sich nicht nur als schwache Korrekturen zu den etablierten linearen Theorien, sondern beschreiben neuartige Effekte, die durch die linearen Theorien nicht erfasst werden können. Zu diesen Effekten gehört zum Beispiel die Anregung von harmonischen Oszillationen der neuronalen Aktivitätsrate und die Kodierung von Signalen in der signalabhängigen Varianz einer Antwortvariablen. / Neurons are excitable cells which communicate with each other via electrical signals. In general, these signals are processed by the Neurons in a nonlinear fashion, the exact mathematical description of which is still an open problem in neuroscience. In this thesis, the broad topic of nonlinear signal processing is approached from two directions. The first part of the thesis is devoted to the question how input signals modulate the neural response. The second part of the thesis is concerned with the nonlinear reconstruction of input signals from the neural output and with the estimation of the amount of the transmitted information. The results of this thesis demonstrate how existing linear theories can be extended to capture nonlinear contributions of the signal to the neural response or to incorporate nonlinear correlations into the estimation of the transmitted information. More importantly, however, our analysis demonstrates that these extensions do not merely provide small corrections to the existing linear theories but can account for qualitatively novel effects which are completely missed by the linear theories. These effects include, for example, the excitation of harmonic oscillations in the neural firing rate or the estimation of information for systems with a signal-dependent output variance.

Les poudres propulsives pour armes sont des matériaux énergétiques dont la combustion permet l’accélération de projectiles jusqu’à des vitesses importantes. Ces matériaux énergétiques sensibles peuvent être soumis à de fortes contraintes (chocs, impacts et incendies) lors de leur utilisation. Le remplacement de certaines substances entrant dans leur formulation permet de diminuer leur vulnérabilité. En conséquence, ces poudres propulsives présentent une dynamique d’allumage différente. Ce travail de recherches est consacré à l’allumage des poudres propulsives pour armes et se présente en quatre chapitres. Un état de l’art sur le sujet est réalisé. Il porte en particulier sur la phénoménologie de l’allumage, la caractérisation de poudres propulsives, et la modélisation de l’allumage. Deux poudres propulsives sont expérimentalement analysées par thermogravimétrie, calorimétrie et spectrométrie de masse. Cette analyse permet de caractériser les différentes étapes cinétiques de la dégradation thermique de ces poudres propulsives. Un code de modélisation biphasique 2D est développé pour servir de support à la comparaison de modèles d’allumage. Le modèle implémenté décrit la chambre de combustion du canon dans les premières phases du coup de canon, lorsque le lit de poudre propulsive est compacté et que les gaz issus du dispositif pyrotechnique d’allumage le parcourent. Un modèle d’allumage est développé à partir des résultats expérimentaux obtenus au deuxième chapitre. Le code de calcul précédemment évoqué permet de comparer l’influence de différents modèles sur la propagation de l’allumage. / Gun Propellants are energetic materials whose combustion can accelerate projectiles to high speeds. These sensitive energetic materials can be subjected to high stresses (shocks, impacts and fires), potentially able to ignite them. The modification of their chemical formulation reduces such vulnerability. Consequently, these propellants have different ignition dynamics. This work focuses on the ignition of gun propellants and comes in four chapters. A state of the art on the subject is firstly made. It focuses on the phenomenology of the ignition and on energetic materials experimental characterization, and modeling of their ignition. Two gun propellants are experimentally analyzed by thermogravimetry, calorimetry and mass spectrometry. This analysis allows characterizing the various stages of the degradation kinetics of these propellants. A 2D biphasic modeling code was developed to provide support for the comparison of ignition models. It describes the combustion chamber in the early stages of the gun firing, when the propellant bed is compacted and the gases from the pyrotechnic igniter are flowing through it. An ignition model is developed from the experimental data obtained in the second chapter. The previously mentioned modeling code allows comparing the influence of different ignition models on the spreading speed of the ignition signal through the packed bed of propellant.

Cette thèse analyse l'effet de la législation de protection de l'emploi sur le taux de chômage, les salaires et la productivité des entreprises. En particulier, je m'intéresse dans cette thèse à l’effet de la réglementation des licenciements et des contrats de travail temporaires. Cette question de recherche est motivée par le fait que dans de nombreux pays de l’OCDE, la législation combine des coûts de licenciements élevés et des restrictions faibles sur les contrats temporaires, ce qui entraîne, d’après un certain nombre d’économistes, une segmentation du marché du travail. Le premier chapitre défend l’idée qu’il est important de comprendre les mécanismes qui expliquent le choix des entreprises de signer des contrats temporaires ou permanents afin d'évaluer l’effet de la protection de l’emploi. Ce chapitre analyse un problème de contrat dynamique entre un travailleur averse au risque et un employeur neutre vis-à-vis du risque. Dans ce chapitre, je soutiens notamment que le choix du type d'emploi est déterminé par un arbitrage entre les gains associés au partage du risque qu’offre un emploi permanent et les gains associés à la flexibilité qu’offre un emploi temporaire. Le deuxième chapitre construit un modèle du marché du travail caractérisé par des frictions de recherche et d’appariement, dans lequel le contrat dynamique du chapitre 1 est intégré. Je propose ainsi un modèle dans lequel l’allocation des agents au sein des différents types d’emplois est déterminée de façon endogène par des considérations reliées au partage du risque. Le modèle, calibré pour reproduire les caractéristiques du marché du travail en France durant les années 2000, suggère que les contrats temporaires ont tendance à augmenter la productivité des entreprises mais également le taux de chômage. Le dernier chapitre propose un modèle de cycle de vie visant à évaluer les effets des coûts de licenciement sur l’emploi et les salaires en fonction du niveau d’éducation et d’expérience. Le modèle est calibré sur les données d’enquête sur la main d’œuvre en France durant les années 2000. Une série d'expériences contrefactuelles indiquent que les coûts de licenciement ont un effet négatif sur l’emploi, concentré principalement sur les jeunes travailleurs avec un niveau d’éducation faible. En revanche, cet effet semble être négligeable pour les travailleurs avec un niveau d'expérience et d'éducation élevé. / This thesis analyzes the effect of employment protection on labor market outcomes. The thesis focuses on the impact of firing restrictions and the regulation of temporary contracts. In many OECD countries, the employment protection legislation combines high firing restrictions and relatively lax regulation of temporary jobs which is, according to several economists, a source of labor market segmentation. The first chapter argues that analyzing the effect of employment protection requires to understand how economic agents choose between permanent and temporary contracts. This chapter examines a dynamic employment contract between a risk-averse worker and a risk-neutral firm. I argue in this chapter that the choice between a permanent and a temporary contract is driven by a trade-off between efficient risk-sharing and flexibility. The second chapter builds a model of the labor market with search frictions, in which the contracting problem of chapter 1 is embedded. Thus, this chapter proposes a model in which the allocation of agents into permanent and temporary jobs is endogenous to risk-sharing considerations. The model is calibrated to the features of the French labor market during the 2000s and indicates that temporary contracts tend to increase productivity but unemployment as well. The third chapter proposes a life-cycle model to evaluate the effect of firing costs across different experience and education groups. The model is calibrated using a French labor force survey dataset. Policy experiments suggest that firing costs have a negative effect on employment, which is concentrated on low experience and education workers.

Die elektrische Signalverarbeitung in Nervenzellen basiert auf deren erregbarer Zellmembran. Üblicherweise wird angenommen, dass die in der Membran eingebetteten leitfähigen Ionenkanäle nicht auf direkte Art gekoppelt sind und dass die Kapazität des von der Membran gebildeten Kondensators konstant ist. Allerdings scheinen diese Annahmen nicht für alle Nervenzellen zu gelten. Im Gegenteil, verschiedene Ionenkanäle “kooperieren” und auch die Vorstellung von einer konstanten spezifischen Membrankapazität wurde kürzlich in Frage gestellt. Die Auswirkungen dieser Abweichungen auf die elektrischen Eigenschaften von Nervenzellen ist das Thema der folgenden kumulativen Dissertationsschrift. Im ersten Projekt wird gezeigt, auf welche Weise stark kooperative spannungsabhängige Ionenkanäle eine Form von zellulärem Kurzzeitspeicher für elektrische Aktivität bilden könnten. Solche kooperativen Kanäle treten in der Membran häufig in kleinen räumlich getrennte Clustern auf. Basierend auf einem mathematischen Modell wird nachgewiesen, dass solche Kanalcluster als eine bistabile Leitfähigkeit agieren. Die dadurch entstehende große Speicherkapazität eines Ensembles dieser Kanalcluster könnte von Nervenzellen für stufenloses persistentes Feuern genutzt werden -- ein Feuerverhalten von Nutzen für das Kurzzeichgedächtnis. Im zweiten Projekt wird ein neues Dynamic Clamp Protokoll entwickelt, der Capacitance Clamp, das erlaubt, Änderungen der Membrankapazität in biologischen Nervenzellen zu emulieren. Eine solche experimentelle Möglichkeit, um systematisch die Rolle der Kapazität zu untersuchen, gab es bisher nicht. Nach einer Reihe von Tests in Simulationen und Experimenten wurde die Technik mit Körnerzellen des *Gyrus dentatus* genutzt, um den Einfluss von Kapazität auf deren Feuerverhalten zu studieren. Die Kombination beider Projekte zeigt die Relevanz dieser oft vernachlässigten Facetten von neuronalen Membranen für die Signalverarbeitung in Nervenzellen. / Electrical signaling in neurons is shaped by their specialized excitable cell membranes. Commonly, it is assumed that the ion channels embedded in the membrane gate independently and that the electrical capacitance of neurons is constant. However, not all excitable membranes appear to adhere to these assumptions. On the contrary, ion channels are observed to gate cooperatively in several circumstances and also the notion of one fixed value for the specific membrane capacitance (per unit area) across neuronal membranes has been challenged recently. How these deviations from the original form of conductance-based neuron models affect their electrical properties has not been extensively explored and is the focus of this cumulative thesis. In the first project, strongly cooperative voltage-gated ion channels are proposed to provide a membrane potential-based mechanism for cellular short-term memory. Based on a mathematical model of cooperative gating, it is shown that coupled channels assembled into small clusters act as an ensemble of bistable conductances. The correspondingly large memory capacity of such an ensemble yields an alternative explanation for graded forms of cell-autonomous persistent firing – an observed firing mode implicated in working memory. In the second project, a novel dynamic clamp protocol -- the capacitance clamp -- is developed to artificially modify capacitance in biological neurons. Experimental means to systematically investigate capacitance, a basic parameter shared by all excitable cells, had previously been missing. The technique, thoroughly tested in simulations and experiments, is used to monitor how capacitance affects temporal integration and energetic costs of spiking in dentate gyrus granule cells. Combined, the projects identify computationally relevant consequences of these often neglected facets of neuronal membranes and extend the modeling and experimental techniques to further study them.