Dieter Lange Standard programme der Netzwerkanalyse für BASIC-Taschencomputer (CASIO)
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
Anwendung programmierbarer Taschenrechner Band 18 Dieter Lange Standardprogramme der Netzwerkanalyse für BASIC-Taschencomputer (CASIO) Mit 55 Schaltungsaufgaben Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
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 978-3-528-04221-9 ISBN 978-3-663-06861-7 (ebook) DOI 10.1007/978-3-663-06861-7. 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 978-3-528-04221-9
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
Inhaltsverzeichnis 1. Einlei tung Seite 1 2. Formeln der Netzwerkanalyse 2.1 Zählpfeile 2.1.1 Definition der Zählpfeile 2.1.2 Verbraucher-Zähl pfeil system 2.1.3 Erzeuger-Zählpfeilsystem 2.2 Ohmsches Gesetz 2.3 Ideale Quellen 2.4 Kirchhoffsche Gesetze für Gleichstrom 2.4.1 Maschenregel 2.4.2 Knotenregel 2.4.3 Anwendung auf Kettenleiter 2.5 Harmonische Schwingung und Zeiger 2.6 Komplexes Ohmsches Gesetz 2.6.1 Ohmscher Widerstand 2.6.2 Kapazität 2.6.3 Induktivität 2.6.4 Gegeninduktivität 2.7 Kirchhoffsche Gesetze für Wechselstrom 2.7.1 Maschenregel 2.7.2 Knotenregel 2.8 Ersatzwiderstände 2.8.1 Ersatzwiderstand einer Reihenschaltung 2.8.2 Ersatzwiderstand einer Parallelschaltung 23 2.8.3 Ersatzwiderstand einer Reihenparallelschaltung 24 2.8.4 Äquivalente Schaltungen 25 2.9 Spannungsteilerregel 28 2.10 Stromteilerregel 30 2.11 überlagerungsverfahren 32 2.12 Ersatzzweipolquelle 33 2.13 Verlegung von Quellen 39 2.13.1 Verlegung von Spannungsquellen 39 2.13.2 Verlegung von Stromquellen 40 2.14 Maschenstromverfahren 42 2.14.1 Voraussetzungen 42 2.14.2 Ansatz mit Maschenströmen 42 2.14.3 Direkter Ansatz mit der Widerstandsmatrix 43 3 3 3 4 5 5 6 7 7 8 9 11 14 14 15 17 18 19 19 21 22 22
2.15 Knotenpunktpotentialverfahren 2.15.1 Voraussetzungen 2.15.2 Ansatz mit Knotenpunktpotentialen 2.15.3 Direkter Ansatz mit der Leitwertmatrix 2.16 Wechselstromleistung 2.16.1 Augenblicksleistung 2.16.2 Komplexe Leistung 2.17 Leistungsanpassung 2.18 Ersatzschaltungen der Gegeninduktivität 2.18.1 Kopplungsersatzbild 2.18.2 Idealer Übertrager 2.19 Frequenzgang, Bode-Diagramm 2.19.1 Reelle Pole und Nullstellen 2.19.2 Komplexe Pole 2.19.3 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 48 48 48 49 53 53 54 55 57 57 61 62 63 67 74 75 75 80 81 82 82 83 84 85 86 87 88 89 90 92 94 94 100 102 103 103 104
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 105 106 107 108 109 110 111 112 5. Reduktionsprogramm RED 5.1 Theoretische Grundlagen 5.2 Bedienungsanleitung 5.3 Programmauflistung 114 114 123 132 5.4 Speicherbelegung 135 5.5 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
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 5. 30 : 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 164 166 168 170 172 174 176 179 179 184 189 191 192 193 194 195 196 197 198 199 Literaturverzeichnis Sachwortverzeichnis 200 201