Gsr

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Plugin GSR

  • Zeichnet lineare elektrische Schaltungen für Gleichspannung.
  • Besteht die Schaltung nur aus linearen Elementen, dann liefert das Plugin auch das mathematische Modell in Form von Maxima-Befehlen.

siehe auch: Plugins

Definition der Schaltung

Schaltungselemente

Die Schaltung wird im Plugindialog über einen String(Zeichenkette) definiert, wobei folgende lineare Bauteile definiert sind:

Name Bedeutung Symbol
R Widerstand  :ClipCapIt-181123-103129.PNG
C Kondensator  :ClipCapIt-181123-103156.PNG
L Induktivität  :ClipCapIt-181127-205320.PNG
LL Leerlauf oder Unterbrechung  :ClipCapIt-181127-091706.PNG
KS Drahtbrücke oder Kurzschluss  :ClipCapIt-181127-091730.PNG
DB Drahtbrücke ohne besondere Funktion  :ClipCapIt-181127-091730.PNG
U Spannungsquelle  :ClipCapIt-181127-091816.PNG
UR Spannungsquelle in Rückwärtsrichtung  :ClipCapIt-181127-091844.PNG
UW Wechselspannungsquelle  :ClipCapIt-181127-091904.PNG
UWR Wechselspannungsquelle in Rückwärtsrichtung  :ClipCapIt-181127-092800.PNG
BAT Batterie als Spannungsquelle  :ClipCapIt-181127-100455.PNG
BATR Batterie als Spannungsquelle in Rückwärtsrichtung  :ClipCapIt-181127-100522.PNG
I Stromquelle  :ClipCapIt-181127-100611.PNG
IR Stromquelle in Rückwärtsrichtung  :ClipCapIt-181127-100715.PNG
A Amperemeter  :ClipCapIt-181127-100748.PNG
AR Amperemeter in Rückwärtsrichtung  :ClipCapIt-181127-100829.PNG
V Voltmeter  :ClipCapIt-181127-100902.PNG
VR Voltmeter in Rückwärtsrichtung  :ClipCapIt-181127-103105.PNG
Par(R,R) Parallelschaltung von zwei Widerständen  :ClipCapIt-181127-103152.PNG
Ser(R,R) Serienschaltung von zwei Widerständen  :ClipCapIt-181127-103220.PNG
B(R1,R2,R3,R4,R5) Brückenschaltung von 5 Bauelementen  :ClipCapIt-181127-103314.PNG
B(R) Brückenschaltung von 5 Widerständen mit verschiedenen Werten  :ClipCapIt-181127-103314.PNG

Folgende Bauteile, welche nicht mit Maxima berechnbar sind, sind ebenfalls definiert:

Name Bedeutung Symbol
D Diode  :ClipCapIt-190220-101437.PNG
DR Diode in Rückwärtsrichtung  :ClipCapIt-190220-101453.PNG
ZD Zenerdiode  :ClipCapIt-190220-101512.PNG
ZDR Zenerdiode in Rückwärtsrichtung  :ClipCapIt-190220-101527.PNG
LED LED  :ClipCapIt-190220-101538.PNG
LEDR LED in Rückwärtsrichtung  :ClipCapIt-190220-101552.PNG
Lamp Glühbirne  :ClipCapIt-190220-101611.PNG
X Glühbirne  :ClipCapIt-190220-101611.PNG
NTC NTC-Widerstand  :ClipCapIt-190220-101631.PNG
PTC PTC-Widerstand  :ClipCapIt-190220-101643.PNG
VDR VDR-Widerstand  :ClipCapIt-190220-101658.PNG
S Schalter als Schließer  :ClipCapIt-190220-101721.PNG
O Schalter als Öffner  :ClipCapIt-190220-101709.PNG

Die Verschaltung der Bauelement erfolgt über die folgenden Operatoren:

Operator Priorität Bedeutung
* 15 Parallelschaltung
+ 10 Serienschaltung

Zusammenschaltung von Zweipolen

Schaltung Bedeutung Beispiel Bild
einzelner Zweipol als Serienschaltung Wird horizontal dargestellt und ohne Beistrich definiert R+C
ClipCapIt-181123-102901.PNG
einzelner Zweipol als Parallelschaltung Wird horizontal dargestellt und ohne Beistrich definiert R*C
ClipCapIt-181127-210445.PNG
senkrechter Zweipol führt bei einigen Berechnungen noch zu Fehlern! ,R+C
ClipCapIt-181123-103043.PNG
Links offene Schaltung mit einer Eingangsspannung Ue und zwei Bauteilen beginnt mit einem Komma ,R,C
ClipCapIt-181127-210517.PNG
Spannungsquelle mit zwei Bauteilen U,R,C  :ClipCapIt-181127-210707.PNG
Vierpol ,R,C,,  :ClipCapIt-181127-210817.PNG
Vierpol mit 3 Elementen ,R1,R2,R3,  :ClipCapIt-181127-210922.PNG
Vierpol als T-Glied ,R1,R2,,R3,LL  :ClipCapIt-181127-211052.PNG
Vierpol als Pi-Glied ,,R1,,R2,R3,,  :ClipCapIt-181127-211158.PNG
Zweipol mit mehreren Elementen ,R1,R2,R3,R4,R5,R6  :ClipCapIt-181127-211246.PNG

angezeigte Spannungen und Ströme

  • Die angezeigten Ströme und Spannung können nach der Schaltungsdefinition durch einen Strichpunkt getrennt erfolgen.
  • Sie werden einfach durch Beistrich getrennt angegeben

Folgenden Definitionen sind hierbei möglich:

Operator Beispiel Bedeutung
ohne Operator UR1 der Spannungspfeil für R1 wird gezeichnet
_ UR1_ Das Größensymbol wird in der Schaltung unterstrichen
- Ue- Der Pfeil wird in der Schaltung nicht mehr gezeichnet
 ! IR1! Der berechneten Wert wird zum Pfeil dazugeschrieben. Die Wert ist nur verfügbar, wenn er auch im Maxima-Feld berechnet wurde!
 ? UR1? Der Pfeil wird ohne Namen gezeichnet
> UR1>x Der Indizes der Größe wird ausgetauscht. In diesem Beispiel wird Ux statt UR1 geschrieben. In Maxima bleibt der Index unverändert.
 : R1:Rx Ein Bauteilname kann umbenannt werden. Hier R1 auf Rx. Dies hat keinen Einfluss auf die Maxima-Berechnung, hier bleibt der Namen erhalten.

Die Operatoren _-!? können auch nach einer Änderung mit > zusätzlich verwendet werden wie zB: UR4>x!_

ClipCapIt-181127-212621.PNG

Beispiele

Definition Schaltung
U,R,R,A;UR1,UR2,IR1>1,IA1-  :ClipCapIt-181127-213202.PNG
U,R,R,A;UR1,UR2,IR1>1,IA1-,A1:.,R2:Rx,URx>x  :ClipCapIt-181127-213502.PNG
,R,R;Ue?,Ie-,UR1?,UR2>a  :ClipCapIt-181127-213912.PNG

Datensätze

  • Das Plugin erstellt automatisch beim Beenden des Plugin-Editors die benötigten Datensätze
  • Für alle Bauteilwert darf aktuell nur ein reeller und kein komplexer Wert verwendet werden
  • Für Bauteile kann man den zugehörigen Datensatz löschen und durch eine Berechnung in Maxima überschreiben (Der Datensatz wird aber dann aktuell jedesmal wenn man in den Plugin-Dialog wechselt neu angelegt -> Bug)

Verwendung des Plugins in der Frage

Einfügen von Angabewerten

Im Frageeditor kann man mit der rechten Maustaste und Plugin-Angabe die Angabe für alle generierten Datensätze in den Fragetext einfügen lassen.

ClipCapIt-181127-214344.PNG

Wird später das Plugin verändert wird dieser Test nicht automatisch nachgeführt. Er muss dann entweder gelöscht und neu eingefügt, oder händisch angepasst werden.

Beispiel:

Schaltung Angabe
 :ClipCapIt-181127-214655.PNG $U_{Q1}={UQ1}$, $R_{1}={R1}$, $C_{1}={C1}$

Einfügen von Graphiken

Eine Graphik kann durch das Plugin-Tag

[PIG pluginname "typ parameter\"/]

im Fragetext eingefügt werden. Dies erfolgt entweder direkt über die Eingabe des Textes oder über die rechte Maustaste im Fragetext-Editor.

Folgende Parameter können angegeben werden:

Graphiktyp typ parameter Beschreibung Beispiel
Schaltung keine Parameter [PIG plugin1]
Schaltung S W,w20

W,werte..Werte der Bauteile drucken
w20..Breite in Prozent des Bildschirms

[PIG plugin1 "S W,w60\"/]

Maximafeld

Im Maximafeld kann ein Satz von Berechnungsformeln für das Plugin über den Tag

[PIM pluginname/]

automatische eingefügt werden. Dieses Tag kann auch über die rechte Maustaste im Maximafeld eingefügt werden. D Das PIM-Tag wird vor der Maxima-Berechnung automatisch durch die Formeln des Plugins ersetzt.

Folgende Variablen werden im Maxima-Feld definiert und können für das Ergebnis verwendet werden:

Variable Beschreibung Ergebnistyp
UR1 Spannung am Widerstand R1
IC1 Strom im Kondensator C1
Rges Gesamtwiderstand wenn als Zweipol darstellbar
Ue Gesamtspannung am Eingang eines Zweipols oder Vierpols
Ie Gesamtstrom am Eingang eines Zweipols oder Vierpols