Dieter Lange. Standard programme der Netzwerkanalyse für BASIC-Taschencomputer (CASIO)

Transkript

1 Dieter Lange Standard programme der Netzwerkanalyse für BASIC-Taschencomputer (CASIO)

2 Anwendung programmierbarer Taschenrechner Band 1 Angewandte Mathematik - Finanzmathematik - Statistik - Informatik für UPN-Rechner, von H. Alt Band 2 Band 3/1 Band 3/11 Band 4 Band 5 Allgemeine Elektrotechnik - Nachrichtentechnik - Impulstechnik für UPN-Rechner, von H. Alt Mathematische Routinen der Physik, Chemie und Technik für AOS-Rechner Teil I, von P. Kahlig Mathematische Routinen der Physik, Chemie und Technik für AOS-Rechner Teil 11, von P. Kahlig Statik - Kinematik - Kinetik für AOS-Rechner, von H. Nahrstedt Numerische Mathematik, Programme für den TI-59, von J. Kahmann Band 6 Elektrische Energietechnik - Steuerungstechnik - Elektrizitätswirtschaft für UPN-Rechner, von H. Alt Band 7 Band 8 Band 9 Band 10 Band 11 Band 12 Band 13 Band 14 Band 15 Band 16 Band 17 Band 18 Festigkeitslehre für AOS-Rechner (TI-59), von H. Nahrstedt Graphische Darstellung mit dem Taschenrechner (AOSl, von P. Kahlig Maschinenelemente für AOS-Rechner, Teil I: Grundlagen, Verbindungselemente, Rotationselemente, von H. Nahrstedt Getriebetechnik - Kinematik für AOS- und UPN-Rechner (TI-59 und HP-97l, von K. Hain Indirektes Programmieren und Programmorganisation, von A. Tölke Algorithmen der Netzwerkanalyse für programmierbare Taschenrechner (HP-41C), von D. Lange Getriebetechnik - Dynamik für AOS- und UPN-Rechner (TI-59 und HP-97l, von H. Kerle Graphische Darstellung mit dem Taschencomputer PC-1211 (SHARPl, von P. Kahlig Numerische Methoden bei Integralen und gewöhnlichen Differentialgleichungen für programmierbare Taschenrechner (AOSl, von H. H. Gloistehn Elliptische Integrale für TI-58/59, Mathematische Routinen der Physik, Chemie und Technik, Teil 111, von P. Kahlig Theta-Funktionen und elliptische Funktionen für TI-59, Mathematische Routinen der Physik, Chemie und Technik, Teil IV, von P. Kahlig Standardprogramme der Netzwerkanalyse für BASIC-Taschencomputer (CASIOl, von D. Lange

3 Anwendung programmierbarer Taschenrechner Band 18 Dieter Lange Standardprogramme der Netzwerkanalyse für BASIC-Taschencomputer (CASIO) Mit 55 Schaltungsaufgaben Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH

4 CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek Lange, Dieter: Standardprogramme der Netzwerkanalyse für BASIC-Taschencomputer (CASIO): mit 55 Schaltungsaufgaben/Dieter Lange_ - Braunschweig; Wiesbaden : Vieweg, 1982_ (Anwendung programmierbarer Taschenrechner; Bd. 18) ISBN ISBN (ebook) DOI / NE : GT Alle Rechte vorbehalten Springer Fachmedien Wiesbaden 1982 Ursprünglich erschienin bei Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbh, Braunschweig 1982 Die Vervielfältigung und Übertragung einzelner Textabschnitte, Zeichnungen oder Bilder, auch für Zwecke der Unterrichtsgestaltung, gestattet das Urheberrecht nur, wenn sie mit dem Verlag vorher vereinbart wurden. Im Einzelfall muß über die Zahlung einer Gebühr für die Nutzung fremden geistigen Eigentums entschieden werden. Das gilt für die Vervielfältigung durch alle Verfahren einschließlich Speicherung und jede Übertragung auf Papier, Transparente, Filme, Bänder, Platten und andere Medien. Dieser Vermerk umfaßt nicht die in den 53 und 54 URG ausdrücklich erwähnten Ausnahmen. ISBN

5 VOnNort Seit einiger Zeit gibt es Taschencomputer auf dem Markt, die in der Programmiersprache Basic arbeiten. Studenten der Elektrotechnik verwendeten bisher programmierbare Taschenrechner mit sehr verschiedenen Maschinensprachen. Entsprechend gab es auch eine Vielzahl von Programmen, die nicht ohne weiteres auf andere Rechner übertragbar waren. Mit Basic Taschencomputern stehen jetzt erstmalig Rechner zur Verfügung, die das Arbeiten mit einheitlichen Programmen für die Ingenieur-Ausbildung zulassen. Ziel dieses Buches ist es, zu zeigen, wie mit wenigen, aber universellen Basic-Programmen jede Aufgabe der Netzwerkanalyse schnell und unkompliziert gelöst werden kann. Auch ohne Programmierkenntnisse können die Programme sofort auf dem Casio FX-702P angewandt werden. Mit einigen Programmierkenntnissen können sie problemlos auf andere Basic-Computer übertragen werden. Es hat sich gezeigt, daß Studenten, die Freude am Programmieren haben, stärker motiviert sind und den abstrakten Stoff der Netzwerkanalyse schneller und präziser lernen. In diesem Sinne wünsche ich allen Lesern viel Spaß bei der Lektüre der Programme. Hamburg, im Juli 1982 Dieter Lange

6 Inhaltsverzeichnis 1. Einlei tung Seite 1 2. Formeln der Netzwerkanalyse 2.1 Zählpfeile Definition der Zählpfeile Verbraucher-Zähl pfeil system Erzeuger-Zählpfeilsystem 2.2 Ohmsches Gesetz 2.3 Ideale Quellen 2.4 Kirchhoffsche Gesetze für Gleichstrom Maschenregel Knotenregel Anwendung auf Kettenleiter 2.5 Harmonische Schwingung und Zeiger 2.6 Komplexes Ohmsches Gesetz Ohmscher Widerstand Kapazität Induktivität Gegeninduktivität 2.7 Kirchhoffsche Gesetze für Wechselstrom Maschenregel Knotenregel 2.8 Ersatzwiderstände Ersatzwiderstand einer Reihenschaltung Ersatzwiderstand einer Parallelschaltung Ersatzwiderstand einer Reihenparallelschaltung Äquivalente Schaltungen Spannungsteilerregel Stromteilerregel überlagerungsverfahren Ersatzzweipolquelle Verlegung von Quellen Verlegung von Spannungsquellen Verlegung von Stromquellen Maschenstromverfahren Voraussetzungen Ansatz mit Maschenströmen Direkter Ansatz mit der Widerstandsmatrix

7 2.15 Knotenpunktpotentialverfahren Voraussetzungen Ansatz mit Knotenpunktpotentialen Direkter Ansatz mit der Leitwertmatrix 2.16 Wechselstromleistung Augenblicksleistung Komplexe Leistung 2.17 Leistungsanpassung 2.18 Ersatzschaltungen der Gegeninduktivität Kopplungsersatzbild Idealer Übertrager 2.19 Frequenzgang, Bode-Diagramm Reelle Pole und Nullstellen Komplexe Pole Phasengang 3. Programm Komplexe Arithmetik ACOM 3.1 Theoretische Grundlagen 3.2 Bedienungsanleitung 3.3 Programmauflistung 3.4 Speicherbelegung 3.5 übungsaufgaben Aufgabe 3.1: Maschenregel Aufgabe 3.2: Knotenregel Aufgabe 3.3: Ersatzwiderstand Aufgabe 3.4: Komplexer Spannungsteiler Aufgabe 3.5: Komplexer Stromteiler Aufgabe 3.6: Brückenschaltung Aufgabe 3.7: Drehstrom Aufgabe 3.8: Ersatzzweipolquelle Aufgabe 3.9: Maschenstromverfahren 4. Programm Komplexer Gauß-Algorithmus GCOM 4.1 Theoretische Grundlagen 4.2 Bedienungsanleitung 4.3 Programmauflistung 4.4 Speicherbelegung 4.5 übungsaufgaben Aufgabe 4.1: Ersatzwiderstand Seite

8 Aufgabe 4.2: Ersatzleitwert Aufgabe 4.3: Spannungszeigerdiagramm Aufgabe 4.4: Stromzeigerdiagramm Aufgabe 4.5: Spannungsübertragungsverhältnis Aufgabe 4.6: Drehstromsystem Aufgabe 4.7: Leistungsbilanz Aufgabe 4.8: Spannungsverteilung Aufgabe 4.9: Stromverteilung Seite Reduktionsprogramm RED 5.1 Theoretische Grundlagen 5.2 Bedienungsanleitung 5.3 Programmauflistung Speicherbelegung übungsaufgaben 136 Aufgabe 5.1: Spannungsberechnung 137 Aufgabe 5.2: Stromberechnung 138 Aufgabe 5.3: Widerstandsberechnung 139 Aufgabe 5.4: Spannungsteiler 140 Aufgabe 5.5: Stromteiler 141 Aufgabe 5.6: Zweiseitig gespeiste Leitung 142 Aufgabe 5.7: Kettenleiter 143 Aufgabe 5.8: Ringleitung 144 Aufgabe 5.9: Netzwerk mit eingeprägten Strömen 145 Aufgabe 5.10: Verzweigtes Netzwerk 146 Aufgabe 5.11: Leistungsanpassung 147 Aufgabe 5.12: Parallele aktive Zweipole 148 Aufgabe 5.13: überlagerungssatz 149 Aufgabe 5.14: Überbrücktes T-Glied 150 Aufgabe 5.15: Brückenschaltung 152 Aufgabe 5.16: Kurzgeschlossene Brücke 153 Aufgabe 5.17: Realer Übertrager 154 Aufgabe 5.18: Idealer Übertrager 155 Aufgabe 5.19: Vierpolparameter 156 Aufgabe 5.20: Unsymmetrisches Drehstromsystem 158 Aufgabe 5.21: Ortskurve 159 Aufgabe 5.22: Schwingkreis geringer Güte 160 Aufgabe 5.23: Bandfilter 162

9 Aufgabe 5.24: Doppel-T -GI ied Aufgabe 5.25 : Klangregelnetzwerk Aufgabe 5.26 : Bandsperre Aufgabe 5.27 : Aktiver Hochpaß Aufgabe 5.28: Aktives Wien-Robinson-Filter Aufgabe 5.29 : Aktiver Bandpaß Aufgabe : Aktives Tiefpaßfil ter 6. Programm Knotenpunktpotentialverfahren NV 6.1 Theoretische Grundlagen 6.2 Bedienungsanleitung 6.3 Programmauflistung 6.4 Speicherbelegung 6.5 übungsaufgaben Aufgabe 6.1: Gleichstromnetzwerk Aufgabe 6.2: Spannungsberechnung, Drehstrom Aufgabe 6.3: Stromberechnung Aufgabe 6.4: Widerstandsberechnung Aufgabe 6.5: Brückenschaltung Aufgabe 6.6: Ersatzspannungsquelle Aufgabe 6.7: Doppel-T-Glied Seite Literaturverzeichnis Sachwortverzeichnis