Gsr

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	:
C	Kondensator	:
L	Induktivität	:
LL	Leerlauf oder Unterbrechung	:
KS	Drahtbrücke oder Kurzschluss	:
DB	Drahtbrücke ohne besondere Funktion	:
U	Spannungsquelle	:
UR	Spannungsquelle in Rückwärtsrichtung	:
UW	Wechselspannungsquelle	:
UWR	Wechselspannungsquelle in Rückwärtsrichtung	:
BAT	Batterie als Spannungsquelle	:
BATR	Batterie als Spannungsquelle in Rückwärtsrichtung	:
I	Stromquelle	:
IR	Stromquelle in Rückwärtsrichtung	:
A	Amperemeter	:
AR	Amperemeter in Rückwärtsrichtung	:
V	Voltmeter	:
VR	Voltmeter in Rückwärtsrichtung	:
Par(R,R)	Parallelschaltung von zwei Widerständen	:
Ser(R,R)	Serienschaltung von zwei Widerständen	:
B(R1,R2,R3,R4,R5)	Brückenschaltung von 5 Bauelementen	:
B(R)	Brückenschaltung von 5 Widerständen mit verschiedenen Werten	:

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

Name	Bedeutung	Symbol
D	Diode	:
DR	Diode in Rückwärtsrichtung	:
ZD	Zenerdiode	:
ZDR	Zenerdiode in Rückwärtsrichtung	:
LED	LED	:
LEDR	LED in Rückwärtsrichtung	:
Lamp	Glühbirne	:
X	Glühbirne	:
NTC	NTC-Widerstand	:
PTC	PTC-Widerstand	:
VDR	VDR-Widerstand	:
S	Schalter als Schließer	:
O	Schalter als Öffner	:

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
einzelner Zweipol als Parallelschaltung	Wird horizontal dargestellt und ohne Beistrich definiert	R*C
senkrechter Zweipol	führt bei einigen Berechnungen noch zu Fehlern!	,R+C
Links offene Schaltung mit einer Eingangsspannung Ue und zwei Bauteilen	beginnt mit einem Komma	,R,C
Spannungsquelle mit zwei Bauteilen		U,R,C	:
Vierpol		,R,C,,	:
Vierpol mit 3 Elementen		,R1,R2,R3,	:
Vierpol als T-Glied		,R1,R2,,R3,LL	:
Vierpol als Pi-Glied		,,R1,,R2,R3,,	:
Zweipol mit mehreren Elementen		,R1,R2,R3,R4,R5,R6	:

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!_

Beispiele

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

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.

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
:	$U_{Q1}={UQ1}$, $R_{1}={R1}$, $C_{1}={C1}$

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 Polynombruch im s-Bereich IC1 Strom im Kondensator C1 Polynombruch im s-Bereich cUS1 Spannung an der Serienschaltung S1 als komplexe Zahl komplexe Zahl absUS1 Absolutbetrag der komplexen Spannung US1 double argUP1 Winkel der komplexen Spannung UP1 im Radiantenmaß double reUR1 Realteil der komplexen Spannung UR1 double imUC1 Imaginärteil der komplexen Spannung UC1 double cSR1 komplexe Scheinleistung am Bauteil R1 komplexe Zahl SR1 Absolutbetrag der Scheinleistung am Bauteil R1 double argS1 Winkel der Scheinleistung am Bauteil R1 double PR1 Wirkleistung am Bauteil R1 double QR1 Blindleistung am Bauteil R1 double Zges Gesamtimpedanz wenn als Zweipol darstellbar Polynombruch in s Ue Gesamtspannung am Eingang eines Zweipols oder Vierpols Polynombruch in s Ie Gesamtstrom am Eingang eines Zweipols oder Vierpols Polynombruch in s cZges komplexe Gesamtimpedanz komplexe Zahl 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