Elektrische Netzwerke (LGS)

Lösungen

Aufgabe ii.1 a

Formel

Aufstellen der Knoten- und Maschengleichungen:

Knoten K1:  

Formel

Masche M1:  

Formel

Masche M2:  

Formel

Ohmsches Gesetz:   U=R⋅I

Umformen der Gleichungen und Einsetzen der bekannten Größen:

Masche M1:  

Formel

Masche M2:  

Formel

LGS:

Knoten K1:  

Formel

Masche M1:  

Formel

Masche M2:  

Formel

LGS in Matrixform:

Formel

LGS lösen:

Formel

Formel

Aufgabe ii.1 b

R3 kann dann beliebig gewählt werden, wenn der Strom durch den Widerstand R3 gleich Null wird. Es muss also gelten:

I3=0

Umformen der Gleichungen und Einsetzen der bekannten Größen:

Knoten K1:  

Formel

Masche M1:  

Formel

Masche M2:  

Formel

LGS:

Knoten K1:  

Formel

Masche M1:  

Formel

Masche M2:  

Formel

LGS in Matrixform:

Formel

LGS lösen:

Formel

Formel

Spannungsverhältnis: Formel

Aufgabe i.1 c

Formel

Mit der Diode (anstatt dem Widerstand) muss der Schaltplan wie oben abgebildet ergänzt werden.

Aufstellen der Knoten- und Maschengleichungen:
(Diese unterscheiden sich im Detail von der Aufgabe a und b.)

Knoten K1:  

Formel

Masche M1:  

Formel

Masche M2:  

Formel

Umformen der Gleichungen und Einsetzen der bekannten Größen:

Masche M1:  

Formel

Masche M2:  

Formel

LGS:

Knoten K1:  

Formel

Masche M1:  

Formel

Masche M2:  

Formel

LGS in Matrixform:

Formel

LGS lösen:

Formel

Formel

Formel

Spannungsbereich: Formel