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13D.2 zweimal Kondensator und Widerstand, Differentialgleichungssystem; Teil 2


CC-BY-NC-SA 3.0

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weitermit dieser AufgabeKondensatorwiderstandvon dieser der Widerstand vorne die notwendige Spannung dran ich möchte wissen welche Spannung hinten rauskommtunbelastetesoll kein Strom fließenin Richtung von UAwaren schon so weit gekommendass hier ein paar Gleichungenstehendiese beiden nämlich hier zweite Mensagleichungsind über geblieben einSystemaus zwei linearen Differenzialgleichungenund ichwollte dass sie das mal umschreibenin so eine übliche Form die Ableitung eines Rektors ist Matrixmal diesen Vektorflussin Homogenitätda wollte ich eigentlich hinzu dieser Form wollte ich hinmit U eins und UA das sind meine gesuchten Funktion U eins und UAwas jetzt das Problem wenn ich von hierhindahinmal andersrum was steht denn hier eigentlich wenn ich das hier aus buchstabierenKomma sehenwo das endlich hinführensollte wenn sie das hieraus buchstabieren das steht eigentlich an GleichungenU eins Punkt und UA Punkt die Ableitung eines Rektors heißtjeden einzelnen abzuleiten??die oberste Gleichung wird also werden eins Punkt ist gleich irgendwas die Untertitel werden A Punkt ist irgendwasgeht steht hier von der Matrix mal Vektorseine mal Spalteirgendwasmal zu einsPlus irgendwasmal UAlos da hinten irgendwasund über dem unteren diese Zeile mal diese Spalteirgendwas mal eins Plus irgendwasmachenUA plusirgendwasdas wäre die Form auf dich kommen muss ich habe diese Form der Obenversionist die Form auf dich kommen willwas es jetzt das Problem wenn ich von der oben nach der unten willdie erste Gleichung ist also relativ einfach zu kriegen sie stellen oben und nach U eins Punktwie ist der gegebendas das Drama um nach Hoheit Punkt umstellen und dann klingt etwas wie die erste Gleichung hierdie zweite Gleichung wissen müssen schwieriger umzuformenwenn sie nach UA Punkt auflösenUA Punkt auflösen haben so eins Punkt noch drinnenwo einzelne gesuchte FunktionU eins Punkt soll nicht auftauchen ?? vergleichender untender Trick ist benutze die erste Gleichungdamit MANUALS Punkt nur so eins Punkt in der zweiten loszuwerdenversuchen Sie das mal auszuführenPunkt versuchen Sie diese beiden Gleichungen hier obenauf diese Form gebunden zu bringen die erste stellen Sie einfach um nach U eins Punkt und die zweiteStation nach UA Punktund werden noch um eins Punkt los mithilfe der ersten gleichen bringt sie das machendie beiden gleichen oben so umformen?? nehmen das blaue ?? wieder wegum Platz zu habenund schreib mal davor mein Ziel ist folgendes so das es mein Zieldie obere Gleichungich will U eins Punkt alleine haben so eins Punkt wenn ich alleine haben das heißt ich teile die Obergleichungdurch C einsoben schonmal das mal Punkt ich teile die obere Gleichung durch C einssodie Ober durch C einsdannändere ich auf beiden Seiten das Vorzeichenalso minusI PunktPlus U eins und hier auch noch ein Minusdas U I Punkt hole ich von links RüberuniPunkt Steinseit erste Gleichung wirdeins Punkt ist gleichder hier minus Klammer auf durch C einsplusI Punkt und in der Klammer stehteinst durch eher einsereins??plus UA durchR zweitendas mit eins hole ich gleich aus Matrix mal Vektor das mit UA Honig aus Matrix mal Vektor unter Sony Punkt Uni Punkt die Eingangsspannungder Swissair gegebensind Leiche wurdenin der Affinität stehender zweiteich teile beide Seiten durch C zweida Wegich ändere auf beiden Seiten das Vorzeichenminuseins Punkt Schluss UA Punkt und hier wieder ein Minusauf beiden Seiten nur eins Punkt addierenplus einsPunktder kommt wegjetzt habe ich UA PunktA Punkt ist gleich minusUA durch R zweimalC zweivorneplus so eins Punktnull eins Punkt?? mich dastehenwas so eins Punkt ist ?? alsominusDingens durch C einsplus RuediPunkthier steht Renault einst durch eher eins Plus war durch R zweiund jetztbestimmbardiese Matrix und diesen Vektordiese Matrix ihrsteht in dieser Matrix drinnen und was steht hier hintenin diesem Vektor trennendiese Matrixdie Schreibens mal auf ?? und in der Kirche schreiben Sie mal auf was muss also drin steheich vergeblich eine Variable nahm ich Arbeiten mit Farben gerade malden Weg durch die in Homogenitätden erkennen Sie darandas hier nichts mit U eins UA multipliziertwird alles was hinter Matrix steht hatten Faktor U eins UA dabeiaber hier die in Homogenitäthaben sie kein Faktor U eins UA U eins UA sind die beiden gesuchten Funktionendieser und sind nicht als Faktor auf damit kann ich feststellenwas in den Vektor stehtden sie U eins irgendwas UA irgendwas das Erfordernis aus der Matrix kommen aber das Buch gibt Punktdas muss hieraus der in Homogenität KommuniPunkt ist keine gesuchte Funktionist die Eingangsspannungist die Ableitung Uni Punktdie Ableitung der Eingangsspannung die es gegebenbei dem zweitenUAAUA das schon aus der Matrix hier U eins UA stammt aus der MatrixUli Punkt wiederstammtaus den Eingangsgrößendas istohne FaktorI UAI Punkt UA Punkt dass sie muss sie in Homogenität gewesen sein es ist dann klar was in der Matrix stehen mussBeistrich links oben in der Matrixgucken sich also an was passiert wenn sie das Produkt ausgerechnet die obere Zeilemal diese Spaltegibt den oberen Wert hierdiese Zeile mal diese Spalte gibt den oberen Wertlinks oben in der Matrix mal U einsrechts oben in der Matrix mal UAwas spannendesentscheiden ist dieses U eins ist das Meisterlinks obenmal U eins Plus und so weiter und so weiterhier oben der mit nur eins der Ter das ist der entscheidendees guck ich mir anPunkt wogegen an was mit Q eins steht minuseins durch Rund rechts R eins und einer durch C eins minus eins durch Herr eins C einsdas ist was hier mit U eins multipliziert wird minus einzig eher eins C eins wird mit U eins modifiziertsind sie aha okay was wird mit UA multipliziertes der rechts oben der hier mal UAbesteht also minus eins sich eher zweiSystem minus eins durch R zwei C einslinks untenund raffinierter Beistrich links untenLeertaste bisher verborgen hier ist das so wie wenn sie untere Zeile modifizierender ersteder linke untere soll seine linke untere Malo eins der rechte untere mal UAdannist das dieses U eins Wasserins Spiel gekommen ist der linke untere mal U eins das Muster so eins gewesen sein der unteren Gleichung was steht da minus eins durch R eins C eins dasselbe wie obenminus eins durch eher eins C einsjetzt bleibt noch UAentwickelt sich zweider rechte untere mal UAich kriege minus einzig eher zwei C zweiTrennstrichzwei C zweiund hier kriege ich noch minuseins durch R zwei C einsShop besonders ?? logischer ist C einsRenaissancezwei das wäre die Matrixerschien es lauter feste Zahlen drin in der Matrixes ist also einiger Zeit ein Systemlinealmit konstanten Koeffizienten hier die Koeffizientenmatrixist konstantoder feste Zahlen und habe ich noch nicht in Homogenitättrennenda steht die Ableitung der angelegten Spannung interessanterweisein beiden Komponentendas schreibe ich jetzt noch mal hin und jetzt habe tatsächlich dieses DifferentialgleichungSystemmit der Matrix diese in Homogenitätan den JahresdifferenzialGleichungssystemdie Ableitungvon meinem VektoreinsA nach der Zeitgroß Aist diese Matrix übrigens mal ein namentlich nimmer ähm ?? ist diese Matrixmal U eins UAplusdiesen Verschiebungsvektordemgemäß auch mal einen Namen in den mal Arzt der hängt von der Zeittafel gefährlichhängt von der Zeitman ?? und die dahinter ??Verschiebungsvektorin Homogenität?? sagen sollte sind jährlich beietlichen geometrischen Abbildungen in Homogenitätwie kann man jetztso ein DifferenzialgleichungSystem lösendiese Matrix sicherte tatsächlich in Zahlen angeben wenn ich diese Widerstände und Kondensatoren habeihr die Spannung habe ich gegeben mit Sinus und so weiter das kann sich alles wünschen Zahlen und Formeln angeben könnte man jetzt eine von zahlreichen System lösensich jetzt aber noch hundert erster Ordnung explizitgeschenktLineal ist das Dinges ist inhomogenhiereinen Ausdruck habe in dem die gesuchten Funktionen nicht als Faktoren drinstehenund interessante Koeffizienten eine Konstante Koeffizientenmatrixist ähm hier besteht nur aus Widerständen und Kondensatorensollte es seinKoeffizientensollten Sie sich erinnern wie man sowas im Prinzip löstVerhalten das hauptsächlichfüreine Differentialgleichungdes haben sie eben zwei Differenzialgleichungenvon dieser Art wie lösen Sie dasalso?? das eindimensionaleWinter sowas stünde XPunktist gleichzweiundvierzigmal XplusSinus von Twie würden Sie das lösendie Hälfte ändert sich noch dran beginnt das eigentlicheine lineare inhomogeneDifferentialgleichungJahr inhomogensie suchendie allgemeineLösungder homogenenFormsuchedie allgemeine Lösung von X Punkt ist gleichzweiundvierzigXhomogen gemacht Sinus von Tees in Homogenitätsuche eine spezielle Lösung mein Punkt Mac die allgemeine Lösung von dem oben und suchen eine spezielle Lösungvon der ursprünglichen Differenzialgleichungzu SinusC alsound dann die beiden addieren das war das Rezeptfür lineare inhomogeneDifferenzialgleichungensuchen irgendeineFunktion dieses kannsie kriegen die allgemeine Lösungvon inhomogenenZahl gleichmit die allgemeine Lösung der homogenenDifferenzialgleichungenhomogen gemachten Differentialgleichungdazu addieren zu dieser speziellen Lösung der untendas ?? wird auch hier funktionierenwieder wegPunktwir suchen alsodie allgemeinmeine Lösungder homogengemachtenFormdas heißt die Ableitungmeiner gesuchtenFunktionenhiersoll sein ähm die Matrixmal den Vektor aus der aus diesen beiden gesuchten Funktionenund die in Homogenität fliegt rauswie würde man hier auf die Suche gehen ?? Lösungen dieserhomogenden Jahrendieses homogen in der Hand diverser gleichen Systemsmit konstanten Koeffizientenwas wäre der Ansatzwenn sie von dieser Matrix ein Eigenvektoreinen Eigenwert habenUA schreibe ich hier malabhängig von der Zeit natürlichwenn sie von der Matrix ein Eigenvektor habendann können Sie bilden je Hocheigenwertmal die Zeit mal diesen Eigenvektor und haben eine Lösungmit irgendeiner konstanten davoroder mit zwei C eins ist schlecht weil man Kondensatoren C heißenins Mal A einsKnochen zweiten EigenwertEigenvektor befunden habenkönnte das noch dazu addieren das war der Gedanke mein mit Express Abduktion von der Matrix arbeitenoder mit eigen werden Eigenvektorenarbeitenwenn sie diesen Ausdruck hier nehmenund lassen die Matrix darauf wirkenein Vielfachesvon einer Zahl?? ?? Vektormatrixwar eigentlich ?? kriegen sie den Vaterlande eins zu dem Eigenweg Klammer zuwenn sie hier ableiten?? sind Faktor Lande eins dazu genau das was man brauchtdas wird ?? Lösung seinund ich werde die Situation typischerweisezwei verschiedeneRichtungenvon Eigenvektorenfindenauch zwei verschiedeneEigenwerte finden damit allgemeine Lösung so aussehenes sei denn es geht irgendwas schiefsich nicht genügend Eigenvektorenfinde aber normalerweisegeht dasso durch Schreiber dazu im allgemeinen wird in den Alpen bietest was dazu sagtdas gibt wieder Spezialfälle Roman und die dazu schreibst und sowasdiese Schlamm nach eins langenLande als zwei solche SchreibenO undVeins zwei wären eben EigenwerteEigenvektorenzu meiner Matrixwürde dasfunktionierendamit hätte man dann die allgemeine Lösungfür die homogeneForm man würdezu dieser Matrix hiersehenbisschen eklig ?? würde zu dieser Matrix hier Eigenwerte eigene Touren bestimmen noch vor paar Wochenhoffen dass es genügend Eigenwerte Eigenvektoren gibtder schräge Fälle Saison Matrix habensollen Matrix habenoder sich gut ??aber normalerweise klappt dasmit den Eigenwerten Eigenvektorenund dann kann ich meine allgemeine Lösung so hinschreibendann bräuchte ?? spezielle Lösung die für die inhomogene ursprüngliche FormsuchespezielleLösungfür die ursprüngliche Differenzialgleichungbeschreibt meine ursprünglicheursprünglicheDicke für das reformierte Versagersystemals wie sie da stehtfür die inhomogene Formdas wird natürlich jetzt bisschen ekligsich das angucken in Labors mit Sinussina stehendie Matrixwas würden Sie probieren als Ansatz Sinus Sinus Matrixwas würden Sie probiereneben hat nur was von wegenSinus von T als Inhomogenitätendenn sie probiert Sinus und Kosinusvon T irgendwie zu überlagernund sie machen das natürlich hier auch sinnvollerweisesieaber mit einer Spannung stehendasie nehmen was mit Sinus von drei hundert vierzehn Hertz bei der Zeit und was ?? Kosinus von drei hundert vierzehn Hertz bei der Zeitunddrücken die Daumen normalerweise wird das durchgehenhier was drin mit Sinus und Kosinus von hundert vierzehn Hertz mal die Zeitmit der Matrix Augustingibt ein Gemisch aus Sinus und Kosinus?? grinsender SmileyZeit die Ableitung hiergibt ein Gemisch aus Sinus und Kosinus von hundert vierzehn Hertz mal die Zeitgeht ?? das auch noch maldas werde ich mit den passenden Koeffizienten schon hinbiegen können als bisschen eklig zu rechnenwird aber wohl schon funktionieren also der Ansatz wäreeins von TUA von Tist eine Überlagerungvon Sinus undKosinusalso Haut auch A eins B als rassistischeA eins A zwei das nennen sollirgendwasmal den Sinusvon drei hundert vierzehn Hertz mal die Zeitbloß irgendwas mal den Kosinus und so weiter und ?? und meinem UA genauso irgendwas mal den Sinusund so weiterschlosser aber noch mal den Kosinusund so weiterKomma sind natürlich die Finger wundrechnen aber es wird wohl funktionierendass wir alsoarg viel zu rechnen aber es müsste gradlinigfunktionierenEigenwerte Eigenvektoren bestimmen von demwir von dieser Matrix ihr najaes sich irgendwie machen es aufwendig lässt sich auch machen ?? hat man den?? und hier die richtigen B CDE so bestimmendas man eine Lösung reichtauch das wird gehenBeistrich viel Spaß mit funktionieren aber und danndie beiden addieren das wir die allgemeine Lösung seinfür dieses geniale Versagen Systemdas leistet sich das auch machen sie so viel Rechenarbeit man wird das natürlich im allgemeinen nicht zu Fuß machen es überlasse dem Rechneraber es wird funktionierenanalog zu dem was wir bisher hattendie schöne Rechenaufgabenbrauchen um Eigenwerte Eigenvektoren zu üben oder wir noch maloffiziell Vergleich zu Übenerhalten Sie eine?? gesagt habe wie man sie Prinzip lösen könntewenn man sichden Rechenaufwand macht oder das ganze in Computer ein für dasIngenieure und Physiker sind natürlich Mathematikersrechtsstaatlichen bisschen faulund wird es nicht zu lösenman würde hier ganz anders angehen typischerweisewenn sie in Sinus vermöge einer Spannung anlegenwill man typischerweiseanders dran gehennicht mitihren zahlreichen Systemund mich mit Determinantenund EigenvektorenWasser Komma das vor Komma würde ganz anders dann genehmigtwerden das ?? See mit komplexen Zahlen mit komplexenImpedanzkomplexfertigen Widerständenman rechnet für den Kondensatorhier und genauso für Induktivitätenrechnet man mit komplexen Widerständenund errechnet sich das hier oben so wie das ohmsche Gesetz quasinur dass sie in ihren WiderständenJazz und Omega drin habensie lösen überhaupt an Differenzialgleichungendas ist der Trickdarf überhaupt auch Wissensanwendung der konvexen Zahlen dannbei uns sie lösen das ganze ?? mit Differenzialgleichungensondern sie schreiben komplexe Zahlen für die Widerständeund tun so als ob ihr alles in Ordnung wäre ohne irgend eine einzige Differenzialgleichungenumgeschrieben zu habendas klappt's mit Sinus schwammigen Schwingungen hier am Eingang das klapptnoch so halb wisse man seineSchwingungsformhier in Sinus Vermischung zerlegenkann dass man die alle addieren kannjeder Summation und später zu?? nicht wirklich gut wenn sie beliebige Signal am Eingang haben sie hierirgendwas ganz krummes am Eingang habendann aber doch lieber gerne die Differenzialgleichungensich da auch wieder mit Fourierausflügenwas machte nämlich nicht wirklich viel Spaßalso normalerweisewerden sie in Elektrotechnikhier keine Differenzialgleichungenlösen der Situationsondern mit komplexenBilanzen arbeiten die komplexeRechnung für das dann so schön heißt man lügt sich hier um das machen zu müssen dass wir keine tunman könnte es tun man tut es aber nicht als in dieser Situation eher nichtwenn es in allgemeiner wird vielleicht schon