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.

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
u		alle Spannungs- und Strompfeile werden unterstrichen
_	UR1_	Das Größensymbol wird in der Schaltung unterstrichen
-	Ue-	Der Pfeil wird in der Schaltung nicht mehr gezeichnet
!	IR1!	Der Absolutbetrag des berechneten Wertes wird zum Pfeil dazugeschrieben
?	UR1?	Der Pfeil wird ohne Namen gezeichnet
>	UR1>x	Der Indizes der Größe wird in Schaltung und Zeigerdiagramm 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.

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

Beispiele

Definition	Schaltung
,R,C,,R,LL;IC1>p,UR1!,Ua_,Ue-	:
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:

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

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\"/]