Dreiecksignal

In dieser Aufgabe geht es darum, das Verhalten der drei linaeren passiven Zweipole R, C und L anhand eines einfachen Eingangssignal zu verstehen.

1.

Spannung für Parallelschaltung

Ein Widerstandselement (Widerstand 4 Ω), ein idealer Kondensator (Kapazität 400 μF) und eine supraleitende Spule (Induktivität 4 mH) werden parallel mit einer Quelle verbunden, welche die Spannung in 2.5 ms von -5 V auf +5 V linear ansteigen und dann in der gleichen Zeit wieder von +5 V auf -5 V fallen lässt. Dieses Signal wird periodisch fortgesetzt. Wie sehen die drei zugehörigen Stromstärken im I-t-Diagramm aus?

Hinweis: Schreiben Sie die konstitutiven Gleichungen für die drei linaeren passiven Zweipole auf und überlegen Sie sich, welche Information Sie spannungsseitig brauchen, welche Information Sie stromseitig als "Systemantwort" bekommen und wie Sie daraus das gewünschte Verhalten berechnen können.

2.

Stromstärke für Serieschaltung

Ein Widerstandselement (Widerstand 4 Ω), ein idealer Kondensator (Kapazität 400 μF) und eine supraleitende Spule (Induktivität 4 mH) werden seriell mit einer Quelle verbunden, welche die Stromstärke in 2.5 ms von -5 A auf +5 A linear ansteigen und dann in der gleichen Zeit wieder von +5 A auf -5 A fallen lässt. Dieses Signal wird periodisch fortgesetzt. Wie sehen die Spannungen über den drei Elementen im U-t-Diagramm aus?

Hinweis: Schreiben Sie die konstitutiven Gleichungen für die linaeren passiven Zweipole auf und überlegen Sie sich, welche Information Sie stromseitig brauchen, welche Information Sie spannungsseitig als "Systemantwort" bekommen und wie Sie daraus das gewünschte Verhalten berechnen können.

Lösung

Lösungsvideo