Hallo,
Zum ermitteln des „Schaltungstyps“ werden somit nur die
„Knotenpunktinformationen“ abgespeichtert, anschließend lässt
sich daraus berechnen, welche Bauteile wie verdrahtet sind.
Die Funktion zur Berechnung des parallelen Widerstandes würde
ich dann einfach so gestalten, dass ich die Anzahl der
Parameter variabel gestalte. Analog dazu würde ich das bei der
Reihenschaltung ebenfalls so machen.
Ich hoffe das ist einigermaßen logisch, nachvollziehbar und
vll auch ein wenig richtig…
das ist es, aber die Gründe für das „Verbot“ liegen woanders.
- Die Formeln für den Gesamtwiderstand einer Serien- bzw. Parallelschaltung…
s) Rges = R1 + R2 + …
p) 1/Rges = 1/R1 + 1/R2 + …
…sind richtig und prima und funzen sogar bei Wechselstrom. _Aber_: Sie sind nicht alles, was es zu Netzwerken zu sagen gibt. Betrachte mal dieses NW:
+----+------+
| | |
| R1 R2
O | |
U o--R5--o
O | |
| R3 R4
| | |
+----+------+
Welchen Strom muß die Quelle liefern? Pustekuchen – keine zwei Widerstände können hier zusammengefaßt und dann s) oder p) angewendet werden! Jemand, der nur s) und p) kennt, steht diesem NW hilflos gegenüber. Er kann den Ersatzwiderstand der R1…R5-Kombination nicht berechnen. Das Niveau der Verfahren, die solche „bösen“ NWe erfordern, liegt über dem von allgemeinbildenden Schulen. Das entsprechende mathematische Rüstzeug steht einem Schüler nicht (oder nicht im nötigen Umfang) zur Verfügung.
Wenn Du jedoch Dein Programm benutzerinterfacemäßig so auslegen willst, wie Du es beschrieben hast, setzt Du Dich der Problematik der „bösen“ NWe aus, weil der Benutzer solche bauen kann. Also müßte es ein beliebiges NW auf gut/böse testen können. Und was sollte bei „böse“ geschehen? Eine Fehlermeldung „Das kann leider nicht berechnet werden“ oder „einen Widerstand zwischen diese beiden Punkte zu hängen ist nicht erlaubt“ ausgeben? Ein Ausweg wäre, für jedes von Benutzer neu hinzugefügte Bauelement nur festlegen zu lassen, zu welcher schon vorhandenen Gruppe es parallel oder seriell „eingefügt“ werden soll, wie es hier http://www.walter-fendt.de/ph14d/kombirlc.htm realisiert wurde. Dadurch könnte ein Benutzer niemals ein „böses“ NW konstruieren.
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„Komplizierte“ NWe sind weit weniger spektakulär, als man meinen könnte. Auch wenn Du zwei Dutzend Elemente miteinander verschaltest, letztlich zeigt die ganze Chose im Wesentlichen doch immer irgendwie dieselbe Charakteristik: die I(w)-Kurve hat eine gewisse Anzahl Buckel, die sich abhängig von den Werten der Baulelemente nach rechts oder links verschieben und spitzer oder flacher werden, und die phi-Kurve schlängelt sich mit einer gewissen Anzahl Nullstellen dahin. Das grundlegende Wesen eines Resonanzpeaks erkennst Du jedoch bereits an einer einzigen simplen RLC-Serie, und aufregend wird es, wenn Du mehrere solche parallel schaltest (mehrere Resonanzpeaks). Aber damit hat sich’s dann im Grunde auch. Außer Du modellierst sehr spezielle NWe, wie z. B. einen Wellenleiter (Du vermutest richtig: das liegt weit jenseits des „Schulniveaus“).
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Der zur zuverlässig arbeitenden Realisierung Deiner Idee erforderliche programmiertechnische Aufwand ist nicht zu unterschätzen.
Daher mein Rat: Denk Dir ein paar einfache NWe aus und ein paar kompliziertere. Codiere alle fix im Programm. Laß den Benutzer aus einer Liste wählen, welche Schaltung er studieren möchte, und ihn dann die Werte aller beteiligten Bauelemente nach Herzenslust verändern. Das ist ein gutes und interessantes Projekt von angemessener Schwierigkeitsstufe und einem optimalen Kosten-Nutzen-Verhältnis. Versuch jedoch nicht, es „aufzubohren“ – damit würdest Du scheitern.
Gruß
Martin
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. In den verbleibenden 1.5 Wochen, kann ich am Programm eh nicht mehr viel reißen, aber das ist, soviel kann ich mit einer nicht ungesunden Portion Selbstbewusstsein sagen, auch nicht schlimm, wenn ich die Themen meiner Mitschüler betrachte, sowie deren Engagement (oder ist es normal 1 Woche vor Schluss erst anzufangen? Klärt mich auf)