Einfache Ausgleichsvorgänge der Elektrotechnik

"Die Berechnung elektrischer Ausgleichsvorgänge ist sowohl bei Studenten als auch bei ausgebildeten Praktikern eine meist unbeliebte Beschäftigung. Der Grund dafür ist wohl, daß die dazu notwendige Mathematik nicht ganz anspruchslos ist. Dazu kommt, daß Grundlagenlehrbücher diesen Stoff notgedrungen sehr knapp anbieten und die einschlägigen Monographien für Anfänger viel zu schwierig sind. Um hier Abhilfe zu schaffen, haben sich ein Mathematiker und ein Elektrotechniker zu sammengetan und, gestützt auf langjährige Vorlesungserfahrung, eine wirklic. h elementare Einführung verfaßt. Es werden in diesem Buch parallel - die klassische Methode der Lösung von Differentialgleichungen, - die elegante Methode der Laplace-Transformation und - die moderne Methode der numerischen, digitalelektronischen Berechnung dargestellt. Insbesondere von der letzten Methode erwarten wir bei dem heutigen Stand der Technik der programmierbaren Taschenrechner eine stetig steigende Bedeutung für die Praxis. Es wurden aber alle drei Methoden soweit behandelt, wie sie ein Student der Elektrotechnik an Hoch- und Fachhochschule beherrschen muß. Auch Studenten ver wandter Fachrichtungen wollen wir ansprechen. " Die vorstehenden Zeilen stammen aus dem Vorwort der ersten und zweiten Auflage des Buches "Differentialgleichungen der Elektrotechnik". Sie gelten noch immer. Das vor liegende Buch ist eigentlich eine dritte Auflage, stellt aber eine vollständige Neubearbei tung dar und ist erweitert im Hinblick auf die neuen BASIC-fähigen Taschencomputer und die sowohl BASIC-als oftmals auch Pascal-fähigen Personalcomputer. Obwohl wir die Programme didaktisch aufbereitet haben, ist doch eine Vorkenntnis in BASIC und insbesondere Pascal notwendig.

1 Berechnung von Ausgleichsvorgängen mit Differentialgleichungen. - 1. 1 Differentielle Beziehungen. - 1. 2 Anfangswerte. - 1. 3 Aus- und Einschaltvorgänge. - 2 Berechnungsbeispiele von Schaltungen mit einem Energiespeicher mittels Differentialgleichung. - 2. 1 Das RC-Glied. - 2. 2 Das RL-Glied. - 3 Berechnung von Ausgleichsvorgängen mit Laplace-Transformation. - 3. 1 Einschaltvorgang. - 3. 2 Ausschaltvorgang. - 4 Berechnungsbeispiele von Schaltungen mit einem Energiespeicher mittels Laplace-Transformation. - 4. 1 Das RC-Glied. - 4. 2 Das RL-Glied. - 5 Die numerische Berechnung von Ausgleichsvorgängen mit einem Energiespeicher. - 5. 1 Das Polygonzugverfahren. - 5. 2 Das Runge-Kutta-Verfahren. - 6 Numerische Berechnungsbeispiele von Schaltungen mit einem Energiespeicher. - 6. 1 Das RC-Glied. - 6. 2 Das RL-Glied. - 7 Berechnung von Schaltungen mit zwei Energiespeichern mittels Differentialgleichung. - 7. 1 Schalten einer RLC-Reihenschaltung. - 7. 2 Schalten einer RLC-Parallelschaltung. - 8 Berechnung von Schaltungen mit zwei Energiespeichern mittels Laplace-Transformation. - 8. 1 Schalten einer RCRC-Schaltung (aktiver Tiefpass). - 8. 2 Schalten einer RLC-Reihenschaltung. - 8. 3 Schalten einer RLC-Parallelschaltung. - 9 Numerische Berechnung von Ausgleichsvorgängen mit zwei Energiespeichern. - 9. 1 Das Polygonzugverfahren. - 9. 2 Das Runge-Kutta-Verfahren. - 10 Numerische Berechnungsbeispiele von Schaltungen mit zwei Energiespeichern. - 10. 1 RCRC-Schaltungen. - 10. 2 RLC-Parallelschaltung. - 11 Numerische Berechnung von Schaltungen mit mehr als zwei Energiespeichern. - 11. 1 Das allgemeine Programm für n Differentialgleichungen. - 11. 2 Regelstrecke mit PI-Regler. - Anhang: Ergänzung zu den Zeichenprogrammen. - Literatur.