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17B.2 Fourier-Reihe mit Cosinus und Sinus für rechteckförmige Schwingung; Effektivwert


CC-BY-NC-SA 3.0

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eineFoyer war jetzt mit Sinus und Kosinusvon einer Funktiondie die Periode fünf hatsound die Funktion sollzwischennull undviergleich null seindas Signalversagensoll zwischen null und vier gleich Null seinund zwischen vier und fünf soll esverhindern ganzzwischen vier und fünf des drei seinso soll's also ausPeriode fünf?? groß T gleich fünfsagen es geht hier nach der fünf ?? ?? wieder mit Null losund hier von neun bis zehn Hammer wieder freiPunkt hier linksvon der nullmich hier oben schon wieder das Dachversionzweiterso sehr die aus??davon wüsste ich gerne für diese Sinus Kosinus Foyerreiherwas ist an nullund was ist A zweijetztdiesmal wirklich ohne die Formeln nachzuschlagen?? eigentlich ergibt sich alles von selbst wenn man weiß was man tut??A null C nullFrequenznullFrequenz nur das hat was mit GleichspannungGleichstromzu tun ??was ist der Gleichspannungsanteildas würdigen sie sich zuerstdas SC nullA null ist nicht ganz der GleichspannungsanteilKomma so an was ist der Gleichspannungsanteilden Mittelwert rechnen Sie mal auskönnen die Formel dann einfach hinschreiben ?? dasselbeversickern Sie einfachan der Kurvein Anführungszeichen überlegen was denn der Mittelwert wäredavonokay also der Mittelwert ist ein Fünftelmal drei?? überlegen und schicke eine Zeichentriebessowas vielleichtmal Daumenhier bin ich auf der Höhedrei fünftelein fünftel von dieser dreidas ist der Mittelwert und damit C nullvon den komplexen Projekt offiziell meinen komplexen Foyerkoeffizientenkann direkte Mittelwert vor ohne wenn und aberdamit soll man sagen warum Mittelwertstellt sich vor sie haben vier Zeiteinheiten nichts und sie habeneine Zeiteinheitdrei?? auf einen Gedanken wie man daserklären kannmansich vor das wäre hier Wassereisbesser noch weißdas sie essendas ist Eis sound jetzt lassen Sie das Eis schmelzeneines dass ihr Wasserstandin das Eis schmilztindesaus diesen sozusagendas ist sozusagen die Liefermittelwertwas passiert wenn ich diesen Eisblock schmelzen lassender hat eine Fläche von einmal drei eine Fläche von drei bis sie Fläche von drei auf die fünf Einheiten ihre Periode verteilten sie bei drei fünfteldas muss unser Mittelwert seindas hätten sie auch im integralen Schreiben könnenweg machendas hätten sie auch im integralen Schreiben können das integral für zehn null ist ja einfach über eine PeriodenlängeintegriertEUminimalnullgleich null mal meine FunktionDTdurch die Periodenlängedas integraleinmal die Funktionsflächedarunter einmal drei das integral wird Reiseteildurch fünffünf aus den ?? mit der Formel haben könnenso das ist der Mittelwert der GleichspannungsanteilA null ist nicht der Gleichspannungsanteilsondernin unserem A null durch zwei ist der Gleichspannungsanteilalso dieses C null ist A null durch zwei das heißt das anderewird das Doppelte sein sechs fünftel um ?? zu ärgerndie Foyerreihe mit Sinus und Kosinusgitterlos dass ich sage A null halbe?? die Formel dann schöner wird ist es ungeschickt aber die Formel wird schöner anderer Stelle plusdie Summe mit den ganzen KosinusSinus Krempel hier vorne steht derGleichspannungsanteilfür Sinus und Kosinus diese Sinus Kosinus Foyer reinhier vorne muss drei fünftel stehen als Gleichspannungsanteilalso ist A null sechs fünftel oder sie schreibensich zu viel Zeit haben schreiben Sie das per Formel hin dann steht da ja zwei durch die Periodenlängezwei durch die Periodenlänge Dienst fünf ein integral über eine PeriodeKosinusvon nulldie FunktionDTKosinus von null bis eins integrierenüber die Funktiones mir schon die Fläche darunter ein Jurist einmal drei zwei mal drei fünf Rückens aus auswir aber lieber das irrsinnigstumpfeFormel Auswendiglernenseine Sinne Idee haben bei der komplexen Foyerreiheist C nullgleich Spannung die drin stecktweiter Kosinus und Sinus Foyer weist A nullum Faktor zwei was anderes?? Faktor zweimal die gleichees kann die Frage auf ob A null nicht Effektivwertjetztmachen Sie die Probe aufs Exempeldas heutige zwar gar nicht ?? bevor wir A zwei ausrechnenwas immer folgendes ?? was ist der Effektivwertvon diesem Signalwar nicht geplant aberkann helfen effektivwirdvon Dev wieder in sie den auskönnte den sogarablesenderEffektivwertangesehen Punkt das ist ja was anderesdas ist nicht drei fünftel und es ist schon mal gar nicht sechs fünftel also vorsichtig die auseinanderhaltennicht Sommer vorallemderEffektivwertwas ist das Blut Wiens quer die Wurzelaus dem Mittelmittelist eins durch die Länge des Integrationsintervallsmal integralüber eine Periode einst durch die Periode mal integral über eine Periode gut wiedas Quadratmeine Funktiondieses Signalder gebotenen Vorzeichen Punkt dieses Signalins Quadratdas soll der stehengut Mienqueroderwenn es Ihnen Spannung an einem ohmsche Widerstand istist die Leistung die der verprellt proportionalzur anliegendenSpannung ins Quadratdas heimliche hintendas integriere ich über die Zeit kriege die Arbeit rausdie arbeitsteiligwieder durch die Zeit?? ich eben integriert habe kriege damit durchschnittliche Leistung rausund die Wurzel aus der durchschnittlichen Leistung ist dann was ich als proportional zur Spannung zur gleich Spannung anlegen kann welche Gleichspannung kann ich einen Widerstand anlegen ?? Brett genausomit der Gleichspannung ?? mit dieser Spannung das ist die Idee Effektivwertoder mathematisch sieht es aus wie Pythagorasnicht zu mir Quadrate aufund am Schluss billigt die Wurzel als ob sie die längere Hypothenuse bestimmenerwidertedas Quadrat von dieser Funktion hier ist null null null null null null neunversuche das mal ansatzweise zu skizzierenvon null Billsvier ist S null von vier bis fünf bis neunwardiesesintegral möchte ichdie Fläche unter dem Quadrat das ist schlicht und ergreifend das hier ganz ausführlich Stammfunktion ausrechnet ?? sie ablesendieses integral ist eins breit neun hoch ist neunsteht dann also Wurzel neunfünftelbesagen dass es drei durch Wurzelfünfes ist nicht gleich dem Mittelwert drei fünfteldes ?? schon gar nicht leicht dem A null sechs fünfteldreißig Wurzel fünfist drei durch Wurzel fünfgrößerals der Mittelwertoder ist ?? durch Wurzel fünf kleiner als der Mittelwert in welche Richtung geht überhauptgrößer als drei durch fünf als in dieser Situationist Effektivwertgrößer als der Mittelwertvorsichtig mit diesenBegriffen also man muss sich jeweils überlegen was gemeint istsie können nichts drei fünftel Volt an einen Widerstand anlegen und dann erwarten dass der genauso viel Leistung verbreitetals wenn sie diese Spannung anlegen ist nicht sojetzt Weiterprogrammwas sie eigentlich wollte Arzt beider FoyerkoeffizientNummer zweiund die Koeffizient A Nummer zweian der Stelleist nicht mehr ganz viel mit ablesenSymmetrieeigenschaftensie sehen das es keine gerade Funktion ist auch keine ungerade Funktionkann man jetzt nicht so aus der Hüfte schießen was da passiertjetzt greifen sie wirklich mal zur Formel für A zweihaushaltsüblicheFormel für A zweiwas anderes hilft der Kaufokay dieFormelsammlungFormelzwei durch die Periodenlängeüber eine Periodewährendder Kosinus die Aas stehen mit dem Kosinusunterschiedliche netterweise auch der Kosinuswas in Kursen BeistrichSeglern?? getrennt ?? mal das Signal das sie analysiertsoll integriert so in Kosinusbrauche ich jetztetwas sodass hier vorne eine Kosinuswellemit der doppelten A zwei mit der doppelten Grundfrequenzsteht die schreib etwas hin was dieoriginale Grundfrequenzhatdie Zeit durch fünfwird jede Periode um eins größerim großen Beistrich aber was was jede Periode drei hundert sechzig Grad weitergehtalso zwei Klima dasglaube ich jetzt eine Kosinus Grundwerte geschriebenBeistrich maximalalso von null bis fünfmacht jetzt jeder Kosinuseinmal diePeriode durch nicht ganz gelungenvon null bis fünf dieser Kosinus jetzt hier einmaleine Periode durch müssen endlich geworden seidas wäre die Grundschwingungmit der Originalfrequenzmeines SignalsPeriodenlängefünfPentium fünfmehr viert wird die fünftel um eins mehr im großen Stil zwei Pi mehr ich bin drei hundert sechzig Grad weiterKosinusjetzt will ich hier aberA zweieine Schwingung mit der doppelten Frequenzin demin demArgument vom KosinusFaktor zwei das das ganze gestaucht wirdsoein großer Faktor zwei Stauerzeugnissenweiterer?? ist soDoppeltfrequenzdas will ich habenan der Stelledie Funktionist null zwischen null und vier das heißt diese Diva lohnt sich gar nicht zwischen null bis fünf ich integriere nurzwischen vier und fünfweil sonst ?? integriereund zwischen vier und fünf ist die Funktion dreiso vereinfachen ?? ich das Unterteil bin ich bei sechs fünftel Malis integral vier bis fünfauszwei Pi mal zweiT durch fünfDTgesehen dafür müssen sie Stammfunktionausdenkenohne Kosinus zu kriegen leite ich denSinusabich probier das mal so Sinus zwei Pi mal zweitefünftelin den Grenzen von vier bis fünfjetzt stimmt's aber nicht welche die Probeableitungmache nicht in Kosinus von bla mal Kettenregel zwei Pi mal zwei fünftel lassen sich wieder gutmachenals so stimmtjetzt die Probearbeit und machemit der Sinus Kosinus selbst Argumentundinnere Ableitungliefert mir zwei Pi mal zwei fünftel als Faktorzwei Diva zwei fünftel hebt sich wegund man hat dann zum Schlusses ist sechs fünftel mal einen etwasunübersichtlichenAusdruck vielleicht ihr dieseden ändert sich auch nach vorne eins durch zwei Pi mal zwei durch fünfwas passiert wenn sie es fünf ?? oben einsetzenkleiner als fünf Einsätzen haben sie Sinus von zwei Pi mal zwei fünf durch fünf Sinus von vier PiSinus von vier Piist nullGlück gehabt null vom ausführlichenMinusin der Philosophie einsetzen dann aber nicht mehr so viel Glückden Sinus vonzwei Pi mal zwei mal vier fünftel zusehendsvier mal vier sechzehn fünftelsechzehndie durch fünfda kann man wohl nicht viel dran rettenhier vorne Komma noch ein bisschen warten und sich dass diese fünfdiese fünf und diese fünf gehenden Wegdiesesechsund diese zwei kann ich zum drei machenund dann wenn ich da das ist da steht mit dreiTourzwei PiMinuszeichenund dann bleibt da Sinus von sechzehndurch fünf gibt eine mehr oder minder unübersichtlicheZahlenauf jeden Fall weiß ich jetztin dieser Originalschwingungist garantiertein Kosinusder doppelten Grundfrequenz drin dieses Ding hier ist nicht nullich habedie doppelte Frequenz dabei in Kosinusinsbesondereohne das jetzt in Zahlen ausdrücklich ausgerechnet habe weiß ich wenn ich das hier analysieresteckt der KosinusLeertastesteckte Kosinus der doppelten GrundfrequenztrennendieseWelle hier Kosinus der doppelten ??wirklich drinnenausnahmsweise mit weltweiter ?? warenähmdamit ich sie noch mal dran erinnern kann wir rechnen jetzt hier im BogenmaßsechzehnmalPi durchfünfda von denen sie ausdas jetzt maldreiersterminusdurchzweidurchFisonoKomma zwei acht irgendwas bei ein Drittel ein viertel ein Dritteldas heißtvon dem Kosinus wie ich hinein gemalt habe nehme ich nur ein Drittelalso vielleicht sowasdas habe ich nun gelerntin dem originalen roten Signal istdieseKosinuswelledrin