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09E.1 gedämpfter elektrischer Schwingkreis; Differentialgleichung


CC-BY-NC-SA 3.0

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wirgucken uns einen gedämpften elektrischen Schwingkreis Punkt sie haben also eineKapazitätC sie haben eine InaktivitätLund verbinden die nicht direktund nur miteinander sondern sie haben auch noch einen Ohmschen Widerstand drinnen eher Leerschritt die Effektivität in die Mitte nehmen sollen auch ?? gar keinen Unterschiedso das wäre ein gedämpfter elektrischer Schwingkreisda werde ich jetzt keine Differentialgleichungfür Stromspannungnatürlichan den verschiedenen Bauelementenund die Lösung war dann schreiben Sie mal auf was sie jetzt ablesen können über Strom und SpannungderStrom das überall gleich mit in den I von T ?? von ausdrücklichschreibt groß I wenn sie schreiben klein I sagen sehr WechselstromGleichstromanteildrinKomma groß I von D so ganz physikalisch dann habe ich aber auch hier groß I von T und ich habe auch hier groß I von Tund die hinten das er wieder vorne ein Stromund dann nehme ich es im Verbraucher Zellfilesystemdrei Spannungendie Spannung hier über den Widerstand in Richtung mit dem StromverbraucherZerfallsystemdas sich trägt und das Gesetz hinschreiben kann ohne Minuszeichenist endlich mal die Spannung U von T über dem Widerstandhabe ich hier die Spannungvon Drehkondensatorund hier die SpannungU von T überder Inaktivitätwas wissen Sie über diese drei Spannungenzudiesem von den dreien ist also nullSpannung über den Widerstand plus die Spannung über dem Kondensatorplus die Spannung über der InaktivitätTeufelsklein Z ist gleich null oder nur wollten sie wollendie Maschenregelwären sie eine Masche mit Erinnerungen in der Masche müssen sich die Spannungen zu Null addieren oder wenn sich alles aufzeigen was ist es leider so stehen mir das einfach alles aufzeichnenwir haben unseren Widerstanddann haben wir unseren Kondensatorund hinten auf der Seite haben wir unsere Inaktivitätwenn sie die beiden Spannungen addieren über Widerstand und Kondensatorkriegen sie minus die Spannungüber der Effektivität rausdrücken sich auch sich überlegen diese Summe ist gleich minus das was über der Inaktivität gelegen hat?? hier die Spannung ?? Widerstandso rum die Spannung über dem Kondensatorso rum wird sie nicht hier bei dem Anfang von dem Fall angekommen die Spannung über der Inaktivitätso rum die Summe dieser beiden Pfeile ist minus dem Fall so winzig auftretenoder sonst irgendwieBeistrichdas heißt sie haben einzig nurdrei Größenderen Zeitverlauf wissen wollen den Stromund zwei Spannungenund die dritte Spannung Gibson Geschenk war die Summe der Spannungen null sein muss es sich jedoch nichts von Differenzialgleichungenund überhaupt von Beziehung zwischen Strömen und Spannungen fangen durch mit dem Opiumgesetz an zwei bis jetzt nichts wissen Sie also die Spannung über dem Widerstandabhängig von der Zeit ist er maldieabhängig von der Zeit weil das im Verbraucherzerfallsystemswenn sie den Strom andersrum messen oder die Spannung andersrum messen wenn sie minus sieben bisschen ungeschickt ausbeiden anderen hier sind auch Verbraucherzerfallist ?? was wissen Sie über die Kapazitätwas wissen Sie über die InaktivitätStrom und Spannung etwa Differenzialgleichungenich nachschlagen einmal nachdenken das kriegen sie so hingeschrieben Beistrich nachdenkenwas für Differenzialgleichungenweiß ich jetzt für Kapazitätund Inaktivitätüberdie Ladung in einem bisher nicht was ich jetzt direkt hier Mäßigmesse Strom und Spannung Komma die über die Ladung auf einer der Platten in Anführungszeichen des Kondensatorwie groß ist die Planungdies Kapazitätmal Spannungwenn sie die Kapazität verdoppelndoppelt so großen Kondensator nehmen als bei gleicher Spannung die doppelte Ladungdas fühlt sich richtig an derzeitig ab was passiert wenn ich beide Seiten nach der Zeit ab Seite wenn sie die Ladungableitenkriegen sie den Strom raus wenn sie Kapazität ?? Spannung ableitenKonstante mal Spannung kritisiert SimonPunktdas wäre die gleichen die ich gerne hätte für den KondensatorKomma nach den Vorzeichenableiten so richtig welche sie Ladung ableitesich deine Strom rauskriege ich minus den Strom ich hab es mal hin was ich hier behauptedass der Strom abhängig von der zeitgleichist die Kapazitätwar die Ableitung der Spannungüber dem Kondensatorim VerbraucherzerfallSystemmit einer Nummer nachdenken mit den Vorzeichenbesessenhatte Punkt die mit den komplizierteren Schaltungen gern mal übersiehtin die Spannung steigtsich hieraus dass der Strom positiv ist das es gut wenn diese Spannung hier steigt fließt hier ein positiver Sprung war das Vorzeichen technisch gut ausdamit haben wir die Kapazitätwas ?? jetzt mit der InaktivitätSie wissen natürlich bei der Inaktivitätalles andersrum könnte jetzt tratenauf jeden Fallmuss überstehen dass ich den Strom ableiteteund die Spannung rauskriegeoder von T Punkt bei der Inaktivitätdie müssen miteinander zusammenhängenalso anders die Rollen genau andersrumdie Inaktivitätwehrt sich gegen eine Stromänderungsich dieser Strom ändert kriegen sie bei der Inaktivitäteine gegen Spannung in dieser Stromwächstder rauf geht dieser Stromwird die Spannung über der Inaktivität größersehen und wieder stattfinden würde weniger ?? durchfließendas passt vom Vorzeichen die Krise kein negatives Vorzeichenjetzt L wo schreibe ich einen links oder rechtswas passiert wenn sie eine große Spule habensich das überlegen wissen Sie ob das Geld nach links oder nach rechts kommtkannja gucken was passiert wenn Induktivitäten der großes R ?? was passiert wenn die Aktivität winzig ist wenn sie dieses Bauteil haben mit einer Schlaufe trennen winzig Induktivitätenhaben sie praktischein Stück Drahtund verfügt Draht müssen Sie die Spannung ist null ich ignoriere ja hier den optischen Anteilbei dem Stück Draht ist die Spannung soll bei diesem Bauteil ?? mit einer winzigen Inaktivitätist die Spannung auchda muss nur rauskommen auf der linken Seite es muss nur auf der rechten Seite gestanden haben L malI Punkt er ist praktisch Null sind modifizierendie Ableitung des Stroms damit kriegen null raus wenn er auf der linken Seite gestanden hätte plötzlich hinhauenso sieht das aus das wir in unserer drei Grundgleichungenund jetzt versuchen Sie mal eine Differenzialgleichungfürden Strom hinzu bekommennur noch meine Spannung hier alle rumfliegenversuche das mal zu reduzieren alles zusammen zu packen zu reduzieren der Sinne Differentialgleichungkriegen in der nur noch der Strom stehtichhabe vier Gleichungen dessen überhaupt lineare Gleichungen nebenbei bemerktund versuche Spannungen loszuwerdendas hoffentlich noch der Sprung übrig bleibt hier sehen Sie URda sehen Sie und merken Sie da oben einsetzen oben können Sie für URMITeinsetzendie gleichen streichenund sie sind oder losgefahrenfür ULkönnen Sie unsere Gleichunghier einsetzenda oben einsetzenund sie sind ruhelos gewordenund habe schon mal eine gleichen Zeit über das was wir jetzt haben ist er malI von T den hier plusC von P plus der hier ist Elmar I Punktvon T ist gleichnullschön wo er ist weg ?? UL ist weg UC ist noch drinnendas ärgerliche ist von UC habe ich nur dergleichen für die Ableitungsfragenschon Komma integrieren aber dann wird natürlich keine Differentialgleichungmehr habe diese Gleichungfür UCPunkt leider nur ?? und ich habe diese Gleichung in der UC vorkommtkönnen Sie diese beiden Gleichungen jetztmiteinander verbindenTrick siebzehnhat man eben eigentlich schon mal in gewisser Weise bei der Ladungzursie leiten die Rechte aber mal I Punkt plus UC Punkt groß L mal die zwei Punkt ist null ?? Komma darunteralso aus dieser Gleichung folgt dass er mal I Punkt von Tplus CPunkt von T groß L mal die zwei Punkt dass sich eine zweite Ableitung drinnengleich null istin dem ich einfach links und rechts abgeleitet habe ?? null abgeleitetes Null und jetzthabe ich die Chance UCsetzt sich nun ein und bekomme damit er mal I Punkt von Tplus jetzt kommt mein UC das ist also eins durch Cvon TPluselmalizwei Punktvon Tist gleich null soll sich das einmal ?? bisschen sortierenich nehme das LTE zwei Punkt nach vorne damit das bisschen sortiert ist also L mal zwei Punkt von T plus bla, bla, blaist gleich nulleine Differentialgleichungfür eine Funktion nämlich den Stromund?? sind in der Mathematik hier haben Sie eine Differentialgleichungbekannte Art L ist eine Konstante erst eine Konstante C ist ein Konstantefinden Sie die allgemeine Lösung dieser Differenzialgleichungensoeine Differenzialgleichungenzweiter Ordnung ?? äußert sich neben Differenzialgleichungenzweiter Ordnungsie ist linearsteht nichts von wegen die Quadratoder I Punkt mal zwei Punktaber sie ist homogenWeise den Jahres kann ich mir Gedanken drüber machen ob sie homogen ist oder nicht ist homogenaber sich nicht homogen weiter gleich Null steht?? sie vorgestellten?? plusSinus von drei Terstellter immer noch gleich Null aber sie wäre inhomogenBeistrich bitte nicht für homogendas da gleich null stehteine lineare Fassade ?? ist dann homogenwenn mir so was drinsteht von wegen eine Funktionvon ihrer unabhängigen Variablen oder eine Konstanteund nicht mal die in jede Stunde mal wie wär's homogen wenn der Stunde mal I Punkt wäre es homogenwenn der aber nur Stunde plus Sinus von 3Dwird es inhomogendieser Ausdruck für das inhomogen machen Frage ist ob alleGrößen diese habenein Vielfachesvon der gesuchten Funktion einer ihre Ableitungen sindsollte sein alle Größen die Sie hier addieren links oder rechtszu ?? haben wir kein Sinus von drei Täternaus dem weg es ist homogenund ?? Konstante KoeffizientenL R eins durch Cund dann gibt's ein Lösungsrezepthaben sie allegefunden das Lösungsrezeptist das sich Ansätzeder Strom abhängig von der Zeit isteh Hochlandermal die Zeit und könnte hiervon noch Konstante davor schreiben aber die nicht nur gleich sowieso dazujedoch andermal die Zeit und ichbefürchte dann schon mal das dieses Lander Komplex sein wird das Ding heißt nicht umsonst Schwingkreises wird wohl gerne mal ein komplexes Lande haben sodass das ganze hier anfängt zu schwingendas einsetzendenkriegen ?? zweimal abgeleitet das Lander zwar nach vorneElmar Lander Quadratjedoch langsamer T plus Thermalsammlereinmal nach vorneam damaligen ?? Tplus eins durch CE HochlandT ist gleichnulleinsetzesie teilendurch ihre ?? ITlinks wie rechtsdie Null stehen bleibtund Dezember quadratische Gleichungich teile noch durch das el damit das Normalformwird dann der Quadrat plus er durch Elmar Lander plus eins durch Elmar Cist gleichnullPunkt jetzt kommt die PQ-formelanderwird also werdenminusden halbieren minus er durch zweiL plus minus das ?? von Quartieren eher Quadrat durch vierL Quadrat minus zehn minus eins durchCdas wird man Lander werdenmanche dieses Lander eigentlichKomplexich erwarte doch das Ding heißt Schwingkreis ich erwarte Schwingungenich erwarte ein komplexes Lambda das nach ?? dieses eo Sander maltewas drin hat wieSinus und Kosinushier dieses Land ein nie drin hat wird das sie eigentlich komplexmüssensomit Wurzel gucken die vorne eher durch zwei L wird nichts Komplex die Wurzel spannend wann steht unter der Wurzel etwas Negativeswenn der letzte Term gewinntder erste Term gewinnt steht unter der Busse nichts Negativesund es bleibtabsurderweisereellwenn sie einen großen Widerstand habenoder eine kleine Inaktivitäthabengewinnt der erste Term hier Lander bleibt reell und sie haben keine Schwingungenwenn sie einen sehr kleinen Widerstand haben oder eine sehr große Inaktivitäthaben steht was negatives unter der Wurzelwar der erste der mir verliert der zweite Term gewinntdas ganze mit komplex und sie haben Schwingungen es gibt noch einen Grenzfallin der genau null unter der Wurzel steht das müsste man jetzt eine streng mathematisch beachtenschafft man so als Anmerkung der nebender wahren Physik werden sich nicht schaffen das genau null unter der Wurzel steht aber rein mathematisch müsste man aufpassen Vorsichtwerdennun unter der Wurzeldann müsst sicher anders angeheneinen sich was dann passiert was würde passieren wenn sie jenen Null unter der Wurzel habenklingtdas im Regelfall zwei verschiedene Lösungen schreiben ?? Lander eins zwei wenn unter der Wurzel keine null steht Finger zwei verschiedene Lösungennicht unbedingt konvexe Lösungenauf jeden Fall zwei verschiedene Lösungen es sei denn unter der Wurzel steht der nur der bliebe nur eine LösungKomma gerade mit dem üblichen Fall weiterwennnicht null unter der Wurzel stehtund ich habe zwei Lösungenwas ist dann die allgemeine Lösung wie kann man sie dann hinschreiben die allgemeine Lösung für dieVisite ausund was passiert in dem anderen Fall hier wenn null unter der Wurzel steht was ist dann die allgemeine Lösung Komma die dann hinschreibensieging für das Lander eins irgendeine Zahl raus mit Einheitendann ist ihm Hochlander einsmaldie Zeiteine Lösung unser Ansatz variiert andermal Tigerlanderbestimmte zurück ?? wird funktioniertdas wird eine Lösung seinaber dann ist auch irgend ein Vielfaches davon eine Lösungsich die Differentialgleichunganguckenwenn sie statt wiedas dreinzwanzigfachevon I einsetzen kriegen Sie auf der linken Seite das sein zwanzigfache raus ?? das ?? zwanzigfache von nur toll weil die Lineal und homogen istdarf ich dir eine gefundene Lösung mit irgendeiner beliebigen Konstanten multiplizierenund es ?? andere Lösung der Michi Hochlander zweimal Teegesetzedes Minuszeichen einkriegen einen anderen Wert verlangt darausder für sich wäre eine Lösungein beliebiges Vielfaches davon wäre eine Lösungund sie können noch das addieren was wir eben hatten die Summe zweier Lösungen ist auch wieder eine Lösung weildas eine innere homogene Differenzialgleichungenist wenn sie eine Lösung gefunden haben hiervon noch eine davon gefunden haben und sie bilden dann die Summefür die die Summe der zweiten Ableitung wie die Summe der ersten Ableitungder Funktiondes Lotus null rausdas funktioniert also falls eine lineare homogene Differentialgleichungist sie können Lösungenmischen sie können den ja Kombinationbeliebige die Akkumulation von Lösung Bild und haben wieder eineA und B können Sie beliebig wählen so das ihre AnfangsbedingungerfülltPunkt das war Teil eins aber wenn eine null unter der Wurzel stehtist es ja blöd weil dann ist Lander heißt das Lander zweiLander ist gleichla Plusminuswurzelnulldiese beiden Anlasssind gleichwenn sie das so hinschreibenkriegen nur einen darausdann ist es offensichtlicher Unsinn dann noch mal die Hochland MIT dahinter zu schreiben das es nichts Neuesmuss ich erinnern der ganze SpezialfallTmal die Hochlandermaltedas Wallis etwas komischeSpezialfallkönnte man sich tatsächlich auch anschauliche überlegene Grenzwerte bildet was passiert wenn Lander eins klein R zwei langsam gleich werden Komma dass er nicht einsehen das dann ihr Faktor T übrig bleibt wenn man es raffiniert zusammenfasstoder man merkt sich diese Spezialwenn sie nur ein Lander rausbekommenneun zweites brauchensozusageneine zweite Lösung brauchenkönnen Sie Team Mario Lander Martin ähm für die zweite Lösungim patriotischenGrenzfallkriegen Sie also etwaskomische Lösung rauswobei man in der Wirklichkeit ?? niemals so genau zielen kann mit seinen Bauteilen ihr das genau nur der Wurzel stehtes im wahren Leben sind sie das aber es kommt eben dem hier beliebig nahwasim wahren Leben spannend ist ist entweder steht was negatives unter der Wurzel oder was Positives steht unter der Wurzel das mit der Nullkonnte nicht wirklich vorKomma nicht so genau zielen kannwenn was negatives unter der Wurzel stehtwenn Wert unter der Wurzel negativ ich hab das mal zudieser Ausdruck wenn der negativ istwas kann ich dann ablesenfür meine Lösungenhier steht was negatives unter der Wurzel was wissen Sie dann über Landerund was wissen Sie über Ihre LösungenmüssenSie dasviel anders sein müssenminus er durch zwei L das ist reell negativ reell plus minus unter der Wurzel steht was negativesLeertaste Wurzel mit komplex hier steht ihm maleine ideelle Zahl scheiterte zickig ?? Hände wedeltdas passiert mit den Lander unter der Wurzel was Negatives die Wurzel wird ihm malirgendwasin Einheit natürliche noch Einheiten dazu es keinen Sinn zu schreiben davor steht eine reelle Zahl was sagen mir jetzt diese Lamm das zwei verschiedene Landersi kann ich hier einsetzen das kann ich jetzt hieraus ablesendenensetzt sich da oben ein für das Landerdann kriegen Sie einmal minuseine reelle Zahlseinheitenmal Teedas Essen expliziter Abfall dieses hier sorgt für eine exponentiell Abfallin dem er Hochlander als die in den dahinten auch ?? und dieses hierEulerwie hoch die mal irgendwasmal die Zeitsorgt für Sinus und Kosinusoszillationenschreibt einmal hinsie kriegen eine abklingendeSchwingungkönnen jetzt sogar sagen wie schnell die Schwingung ablenkt wenn der Widerstand groß ist steht hier minuseine große Zahl ?? Widerstand groß im Verhältnis zur Inaktivitätentsteht hier eine stark negative Zahl der nächste Abfall schnell klar ?? kantigen Widerstand einbauenwerden sie nicht mehr viel davonerklingt das schnell ab und hier hinten stehtdieZahl mal die Zeit wie schnell das ganze oszilliert besser die wirklich sank die Zahl damit es mich Gänsefüßchen zu Schmerz mal eins durch Sekundesind die Einheiten der gleich mal die zeitliche oben muss das ein Arzt muss ein immer seltsamer als ?? Sekunde steht ?? eines mäßig der sag wie schnell das oszilliertkönne sogar noch hübscher machen dieses hier ist die Kreisfrequenz umherdie anderen ihm mal Omega mal Tee stehendie Wurzel hier wird der Kreisfrequenzwerden können Sie direkt ablesen ?? sie rechnen Diesel anders aus ?? können Sie direkt ablesen wie schnell klingt ihre Schwingung ab um mit welcher Frequenz Twittergeschwungendas ganze so ablesendas ?? ?? wiederholt als wenn der Alter negatives Samba abklingenund dann kommt die Knochen Imaginärteil dazu des Ortes schwingenwenn wir dagegenkeinen negativen Wert unter der Wurzel habenwenn er positiv ist null Sammelbandwenn der Wert unter der Wurzelpositivistkriegen wirdas Lander eins zweiist gleichinteressanteWert unter der Wurzel positivsie nehmen was vor der Wurzel steht ins Quadratein bisschen wenigerdie Wurzel wird im Betragweniger sein als er durch zwei L denn unter der Wurzel steht er durch zwei Ellens Quadrat ein bisschen abgezogendie Wurzel ist etwas weniger als er durch zweiminus ?? zwei plus minus die Wurzel des Hasses bleibt negativ sie kommen nicht ins Positives wird auch nicht null werdenbeide Lander sind kleiner als nulldas heißtRTL natürlichdas untertauchen schreibenbeide Lander sind reellund negativdas heißt wir kriegen in beiden ?? Lösungen hin exponentiell Abfall ein Gemisch aus zwei verschiedenEx Metal erklingen Funktionals Kriminellerin der wird positivbeim harmonischen Schwinger in der Physik genauso das ist eine ganz ähnlicheDifferentialgleichungdie Größen heißen andersdie Konstanten heißen anders aber dasselbe Verfahren