Programmierbare Taschenrechner in der Elektrotechnik: Anwendung der TI58 und TI59 PDF
Preview Programmierbare Taschenrechner in der Elektrotechnik: Anwendung der TI58 und TI59
Moeller, Leitfaden der Elektrotechnik Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. H. Fricke, Braunschweig, Prof. Dr.-Ing. H. Frohne, Hannover, und Prof. Dr.-Ing. P. Vaske, Hamburg Band I Grundlagen der Elektrotechnik Herausgegeben und bearbeitet von Prof. Dr.-Ing. H. Fricke, Braunschweig, Prof. Dr.-Ing. H. Frohne, Hannover, und Prof. Dr.-Ing. P. Vaske, Hamburg 16., neubearbeitete und erweiterte Auflage. XVI, 548 Seiten mit 381 teils mehrfarbigen Bildern, 25 Tafeln und 239 Beispielen. Geb. DM 44,- ISBN 3-519-26400-5 Band II Elektrische Maschinen und Umformer Tell 1: Aufbau, Wlrkungswelse und Betrlebsverhalten Von Prof. Dr.-Ing. P. Vaske, Hamburg 12., neubearbeitete und erweiterte Auflage. XII, 289 Seiten mit 248 teils zweifarbigen Bildern, 12 Tafeln und 61 Beispielen. Kart. DM 38,- ISBN 3-519-16401-9 Tell 2: Berechnung elektrlscher Maschlnen Von Prof. Dr.-Ing. P. Vaske, Hamburg, und Dipl.-Ing. J. H. Rigger! t, Koln 8., uberarbeitete Auflage. X, 178 Seiten mit 108 Bildern und 17 Beispielen. Kart. DM 34, ISBN 3-519-16402-7 Band III Bauelemente der Halbleiterelektronik Von Prof. Dr. rer. nat. H. Tholl, Hamburg Tell 1: Grundlagen, Dloden und Translstoren XII, 236 Seiten mit 203 Bildern, 18 Tafeln und 60 Beispielen. Kart. DM 36,- ISBN 3-519-06418-9 Tell 2: Feldeffekt-Translstoren, Thyrlstoren und Optoelektronlk XII, 324 Seiten mit 309 Bildern, 32 Tafeln und 77 Beispielen. Kart. DM 38,- ISBN 3-519-0641-7 Band IV Elektrlsche MeBtechnlk Von Dr.-Ing. M. StlSckl, Nurnberg, und Prof. Dr.-Ing. K. H. Wlnterllng, Frankfurt/M. unter Mitwirkung von Prof. Dr.-Ing. H. Fricke, Braunschweig, Prof. Dr.-Ing. R. Thiel, Darmstadt, und Prof. Dr.-Ing. P. Vaske, Hamburg 6., uberarbeitete Auflage. XIV, 330 Seiten mit 325 Bildern und 39 Beispielen. Geb. OM 39, ISBN-3-519-26405-6 Band V Grundlagen der Regelungstechnik Von Prof. Dr.-Ing. F. DlSrrscheldt, Paderborn, und Prof. Dr.-Ing. W. Latzel, Paderborn ca. 300 Seiten. Kart. ca. OM 44,- ISBN 3-519-06421-9 Fortsetzung niichste Seite B. G. Teubner Stuttgart Moeller Leitfaden der Elektrotechnik Herausgegeben von Dr.-Ing. Hans Fricke Professor an der Technischen Universitiit Braunschweig Dr.-Ing. Heinrich Frohne Professor an der Technischen Universitiit Hannover Dr.-Ing. Paul Vaske Professor an der Fachhochschule Hamburg Band VII B. G. Teubner Stuttgart Programmierbare Taschenrechner in der Elektrotechnik Anwendung der TI 58 und TI 59 Von Dr.-Ing. Paul Vaske Professor an der Fachhochschule Hamburg Dr.-Ing. Frank Dorrscheidt Professor an der Universitiit - Gesamthochschule - Paderborn Dr.-Ing. Dieter Selle Professor an der Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbiittel Unter Mitwirkung von Dipl.-Ing. Rene Flosdorff Professor an der Fachhochschule Aachen und Dr.-Ing. Giinther Hilgarth Professor an der Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbiittel Mit 143 Bildern, 32 Tafeln, 129 Beispielen und 40 Programmcn B. G. Teubner Stuttgart 1981 CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek Leitfaden der Elektrotechnik / Moeller. Hrsg. von Hans Fricke ... - Stuttgart: Teubner NE: Moeller, Franz [Begr.[ ; Fricke, Hans [Hrsg.] Bd. 7. ~ Vaske, Paul: Programmierbare Taschenrechner in der Elektrotechnik Vaske, Paul: Programmierbare Taschenrechner in der Elektrotechnik : Anwendung d. TI 58 u. TI 59 / von Paul Vaske; Frank Diirrscheidt ; Dieter Selle. Unter Mitw. von Rene Flosdorff u. Gunter Hilgarth. - Stuttgart: Teubner, 1981. (Leitfaden der Elektrotechnik ; Bd. 7) ISBN 978-3-519-06420-6 ISBN 978-3-322-94047-6 (eBook) DOI 10.1007/978-3-322-94047-6 NE: Diirrscheidt, Frank; Selle, Dieter: Das Werk ist urheberrechtlich geschutzt. Die dadurch begrundeten Rechte, besonders die der tibersetzung, des Nachdrucks, der Bildentnahme, der Funk sen dung, der Wiedergabe auf photomechanischem oder ahnlichem Wege, der Speicherung und Auswertung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei Verwertung von Teilen des Werkes, dem Verlag vorbehalten. Bei gewerblichen Zwecken dienender Vervielfiiltigung ist an den Verlag ge mill> § 54 UrhG eine Vergutung zu zahlen, deren Hiihe mit dem Verlag zu vereinbaren ist. © B. G. Teubner, Stuttgart 1981 Satz: Elsner & Behrens GmbH, Oftersheim Umschlaggestaltung: W. Koch, Sindelfingen Vorwort Band VII der Buchreihe "Moeller, Leitfaden der Elektrotechnik" hatte bisher die Aufgabe, Band I in fUr Studenten wiinschenswerter Weise durch "Beispiele zu Grundlagen der Elektrotechnik" zu erganzen. Diese Beispiele werden zukiinftig weitgehend in Band I integriert sein. Andererseits hat in der Zwischenzeit der pro grammierbare Taschenrechner eine neue Entwicklung fUr das L6sen elektrotech nischer Aufgaben eingeleitet. Es lag daher nahe, Band VII auf diese veranderte Be handlungsweise auszurichten und so ein Lehrbuch fUr das zweckmaBige Anwenden von Taschenrechnern in der Elektrotechnik zu schaffen. Es solI mit vie len Beispie len aus den wichtigsten Gebieten die tibrigen Leitfadenbande sinnvoll erganzen. Die Kenntnis der elektrotechnischen Grundlage wird vorausgesetzt; sie bzw. die benutzten Bestimmungsgleichungen werden daher nur als Postulat in knapper Form wiederholt. Ftir ihre Ableitung wird auf das im Anhang zusammengestellte weiterfUhrende Schrifttum und insbesondere auf die tibrigen Leitfadenbande (s. Verzeichnis auf den Innenseiten des Bucheinbands) verwiesen. Das vollstandige L6sen von Aufgaben aus der Praxis laBt sich nur mit einem be stimmten Rechnertyp zeigen. Es wurden hierfUr die programmierbaren Taschen rechner TI 58 und TI 59 ausgewahlt, da sie ein besonders gtinstiges Verhaltnis von Leistungsfahigkeit (z.B. verfUgbare Schrittzahl, Speicherkapazitat, Rechenebenen, Software-Module) zu Anschaffungspreis aufweisen und mit ihren Spielarten (z.B. Permanentspeicher) und den lieferbaren Hilfseinrichtungen (z.B. mehrere Module, Magnetkarten, Drucker) die meisten Wiinsche erfUllen k6nnen. Auch wenn es zu kiinftig noch leistungsfahigere Mikrocomputer geben dUrfte, wird man fUr sie ein iihnliches Vorgehen, wie hier vorgefUhrt, und die gleichen Berechnungsverfahren anwenden. Darilber hinaus stellt das Arbeiten mit Taschenrechnern eine gute Vor tibung fUr spatere Tatigkeiten an Mikroprozessoren und GroBrechenanlagen dar. Es wird vorausgesetzt, daB der Leser sich in das Handhaben der Taschenrechner TI 58 und TI 59 eingearbeitet und daB er die entsprechenden Gebrauchsanwei sungen und Benutzeranleitungen fUr die angewandten Standard-Modul-Programme griffbereit zur VerfUgung hat. Ftir die hier neu mitgeteilten Taschenrechnerpro gramme sind in Abschn. 4 alle erforderlichen Unterlagen zusammengestellt. Die meisten Programme von Abschn. 4 sind vielseitig einsetzbar und auch leicht erweiterbar; sie k6nnen daher auf die Bedtirfnisse der verschiedenen Benutzer zuge schnitten werden. Sie zeigen unterschiedliche Ein- und Ausgabetechniken bzw. Programmierweisen und sind so Beispiele fUr mehr oder minder groBen Bedienungs- VI Vorwort komfort. Der Leser kann auf diese Weise selbst beurteilen lemen, welcher Art er den Vorzug geben mochte. Die Programme 4.37 bis 4.41 stammen von Prof. Dr.-Ing. Frank Dorrscheidt, die Programme 4.22 bis 4.25 von Prof. Dipl.-Ing. Rene Flosdorff, die Programme 4.26 bis 4.29 sowie 4.31 bis 4.35 von Prof. Dr.-Ing. Dieter Selle und die ubrigen von Prof. Dr.-Ing. Paul Vaske. 1m Inhaltsverzeichnis sind die Verfasser der einzelnen Abschnitte angegeben. Niemand kann den Anspruch erfilllen, optimale Programme aufgestellt und jeden Umweg, Fehler oder andere Mangel vermieden zu haben. Die Verfasser bitten da her urn Nachsicht, wenn der Leser Moglichkeiten fUr Verbesserungen entdecken oder Druckfehler u.a. finden sollte; sie werden fUr Hinweise auf solche Miingel und bessere Losungen stets dank bar sein. Hamburg, Paderbom, Wolfenbllttel, im Sommer 1980 Paul Vaske Frank Dorrscheidt Dieter Selle Inhaltsverzeichnis 1 Ingenieurgerechtes Anwenden von Taschenrechnern (Paul Vas k e ) 1.1 Anforderungen und Anwendungen 2 1.1.1 Neue M6g1ichkeiten. . . 2 1.1.2 Leistungsverm6gen . . . 3 1.1.2.1 Begriffe. 1.1.2.2 Aufbau. 1.1.2.3 Taschenrechner oder Mikrocom- puter. 1.1.2.4 Taschenrechner flir elektrotechnische Aufgaben. 1.1.2.5 Anforderungen an programmierbare Taschenrechner. 1.1.2.6 Weitere Aus stattung. 1.1.3 Anwendungsbereiche . . . . . . . . . . . . . . . . .. 9 1.1.3.1 Bevorzugte Einsatzgebiete. 1.1.3.2 Anwendungsgrenzen. 1.2 Einstellen auf Ingenieuraufgaben 11 1.2.1 Wiedergabe von SchrittfOlgen . 12 1.2.2 Genauigkeit . . . . . . 12 1.2.2.1 Vollstandige Anzeige der Registerinhalte. 1.2.2.2 Rechnerfehler. 1.2.2.3 Verfahrensfehler. 1.2.2.4 Datenfehler. 1.2.2.5 Register-Vergleich. 1.2.3 Anzeigeformate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.2.3.1 Standardanzeige. 1.2.3.2 Exponentialformat. 1.2.3.3 Technisches Anzeigeformat. 1.2.3.4 Festkomma-Einstellung. 1.2.3.5 Kombinierte An zeigeformate. 1.2.3.6 Unterdriicken falscher Anzeigen. 1.2.4 WinkeImodus. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 25 1.2.5 Niitzliche Besonderheiten. . . . . . . . . . . . . . .. 26 1.2.5.1 T-Register. 1.2.5.2 Besseres Nutzen des Anzeigeregisters. 1.2.5.3 Hyperbel-und Area-Funktionen. 1.2.5.4 Erweiterung der Dekrement-Be- fehle. 1.2.5.5 Hire-Register. 1.2.5.6 Besondere Wirkungen einiger Tasten. 1.2.5.7 Weitere Wirkungen bestimmter Schrittfolgen. 1.3 Aufbereiten der Aufgaben. . . . . . . 40 1.3.1 Gr6Bengleichungen . . . . . . . 40 1.3.2 Taschenrechnerfreundliche Gleichungen 41 1.3.3 Weitere Beispiele. . 43 1.4 Anwenden von Programmen . . . 44 1.4.1 Programmieren . . . . . 44 1.4.1.1 Vorgehen. 1.4.1.2 Eingabe und Ausgabe von Daten. 1.4.1.3 Un terprogramme. 1.4.1.40ptimierung. 1.4.1.5 Programmierfehler. 1.4.2 Benutzeranleitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 1.4.2.1 Vollstiindige Unterlagen. 1.4.2.2 Rationelles Arbeiten mit Pro grammen. 1.4.2.3 Benutzerfehler. VIII Inhaltsverzeichnis 1.4.3 Software-Module. . . . . . . . . . . . . . . . . .. 53 1.4.3.1 Standard-Modul. 1.4.3.2 Modul Elektrotechnik. 1.4.3.3 Modul Praktische Mathematik. 1.4.3.4 Modul Statistik. 2 Netzwerkanalyse (Paul Vas k e ) 2.1 Gleichstromnetzwerke 56 2.1.1 Grundgesetze . . 56 2.1.2 Ersatzquellen. . 60 2.1.3 Leistungsanpassung 62 2.1.4 Berechnung von Zweigstromen 64 2.1.4.1 Maschenstrom-Verfahren. 2.1.4.2 Knotenpunktpotential-Verfahren. 2.1.5 Weitere Beispiele . 68 2.2 Sinusstromnetzwerke 70 2.2.1 Grundgesetze . . 71 2.2.2 Zeigerdiagramm . 77 2.2.3 Komplexe Rechnung 80 2.2.4 Leistungsanpassung und Resonanztransformation 83 2.2.5 Berechnung komplexer Teilstrome 87 2.2.6 Weitere Beispiele. . . . 91 2.3 Umformung von Netzwerken 96 2.3.1 Stern-Dreieck-Umwandlung 96 2.3.2 Umrechnen von Reihen-und Parallelschaltungen 99 2.3.3 Unbedingt aquivalente Schaltungen . 103 2.4 Frequenzgang. . . . . . . . 104 2.4.1 Obertragungsfunktion . . . 104 2.4.2 Ortskurve und Bodediagramm 105 2.4.3 Pol-Nullstellen-Diagramm. . 110 2.5 Obergangsverhalten linearer Netzwerke 113 2.5.1 Laplace-Transformation 113 2.5.2 Zeitfunktionen 114 2.5.3 Faltungsintegral . . . 119 2.6 Nichtlineare und nichtsinusformige Vorgange 121 2.6.1 Approximation von Kennlinien . . . 121 2.6.2 Fourier-Analyse und -Synthese . . . 124 2.6.3 Obergangsverhalten nichtlinearer Schaltungen 128 3 Praktische Anwendungen 3.1 Mefbtechnik (Paul Vas k e) . 131 3.1.1 Regressionsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . .. 132 3.1.1.1 Zwei RegressionskoeffIzienten. 3.1.1.2 Drei und vier Regressions· koeffIzienten. 3.1.1.3 Rekursive Regressionsanalyse. 3.1.2 Versuchsauswertung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 3.1.2.1 Belastungsversuch des Gleichstrom-Nebenschlufbmotors. 3.1.2.2 Leerlauf-und Kurzschlufbversuch des Drehstrom-Asynchronmotors. Inhaltsverzeichnis IX 3.2 Elektrische Energietechnik. (paul Vas k e und Rene Flo s d 0 r f f unter Mit- wirkung von Giinther Hi I gar t h) . . . . . . . . . . . . .. 149 3.2.1 Dreiphasen-Wechselstrom. . . . . . . . . . . . . . .. 150 3.2.1.1 Unsymmetrische Sternschaltung. 3.2.1.2 Symmetrische Kompo- nenten. 3.2.2 Elektrische Maschinen und Antriebe 153 3.2.2.1 Spannungsiinderung und Wirkungsgrad des Transformators. 3.2.2.2 KurzschluBstrom der Synchronmaschine. 3.2.2.3 Langsamer Hochlauf eines Antriebs mit Drehstrom-Asynchronmotor. 3.2.2.4 Schneller Hochlauf eines Antriebs mit Gleichstrom-NebenschluBmotor. 3.2.2.5 Zuleitungsunterbre chung des Dreiphasen-Asynchronmotors. 3.2.3 Elektrische Energieverteilung . . . . . . . . . . . . . . . 165 3.2.3.1 Kennwerte von dreiphasigen Freileitungen. 3.2.3.2 Lastverteilung in Maschennetzen. 3.2.3.3 Zusatzlast flir einseitig gespeiste Drehstromlei- tungen. 3.2.3.4 Dreistrangiger KurzschluBstrom. 3.2.3.5 Begrenzung des einstrangigen KurzschluBstroms. 3.2.3.6 Schrittspannung. 3.2.3.7 Gas durchschlag koaxialer Zylinderelektroden. 3.3 Nachrichtentechnik. (Dieter Sell e). . . . . . . . . . . . . . . 179 3.3.1 Schwingkreise und Bandfilter. . . . . . . . . . . . . . . . 179 3.3.1.1 Reihenschwingkreis. 3.3.1.2 Parallelschwingkreis. 3.3.1.3 Schwing kreise mit groBem GUtefaktor. 3.3.1.4 Bandfilter. 3.3.2 Grundgleichungen linearer Zweitore ... . . . . . .. 190 3.3.2.1 Obertrager. 3.3.2.2 HF-Transistor. 3.3.2.3 Symmetrische T-und n- Ersatzschaltungen. 3.3.3 Wellenparameter passiver Zweitore. . . . . . . . . . . .. 196 3.3.3.1 Wellenparameter und Kettenparameter. 3.3.3.2 Filterelemente flir Grundketten. 3.3.3.3 Filterelemente flir Zobel-Halbglieder. 3.3.4 Betriebsparameter . . . . . . . 202 3.4 Regelungstechnik. (Frank D 6 r r s c h e i d t) . . . . . . . 205 3.4.1 Lineare stetige Regelkreise . . . . . . . . . . . 206 3.4.1.1 Darstellungsformen linearer Obertragungsglieder. 3.4.1.2 Grund schaltungen der SignalfluBplan-Algebra. 3.4.1.3 Zeitverhalten einfacher Obertragungsglieder. 3.4.1.4 Reglerentwurf mit dem Frequenzkennlinien verfahren. 3.4.1.5 Reglerentwurf nach der Methode des Betragsoptimums. 3.4.2 Nichtlineare stetige Regelungen . . . . . . . . . . . . . . . 228 3.4.2.1 Beschreibungsfunktion. 3.4.2.2 Phasenebene. 4 Programme 4.1 Leitlinien . . . . . . . 245 4.1.1 Auswahl der Programme 245 4.1.2 Aufbau der Programme. 246 4.1.3 Hinweise fUr den Benutzer . 246 4.2 Mathematische Programme und Programmteile 247 4.2.1 Hinweise auf Algorithmen . 247 4.2.2 Periodische Funktionen 248 X Inhaltsverzeichnis 4.3 Parallel-und Kettenschaltungen der Sinusstromtechnik. Komplexe Spannungs- und Stromteilerregel 251 4.4 Zustandsgroll.en komplexer Verbraucher. Transformationszweitore. Umrechnung unbedingt aquivalenter Schaltungen 255 4.5 Umrechnung von Reihen-und Parallelschaltungen 259 4.6 Komplexe Stern-Dreieck-Umwandlung 263 4.7 Lasung komplexer Gleichungssysteme 266 4.8 Frequenzgang aus gebrochen rationalen Obertragungsfunktionen 269 4.9 Frequenzgang des komplexen Eingangswiderstands eines Ketten-Netzwerks 273 4.10 Obergangsverhalten. Berechnung von Zeitfunktionen . 277 4.11 Numerische Fourier-Analyse. Kennwerte nichtsinusfbrmiger Wechselvorgange . 283 4.12 Numerische Losung von Differentialgleichungen 1. Grades. Einschalten einer Eisendrossel an Sinusspannung. Langsamer Hochlauf eines Antriebs mit Dreh- strom-Asynchronmotor 287 4.13 Regressionsanalyse mit zwei Regressionskoeffizienten 292 4.14 Regressionsanalyse mit drei Regressionskoeffizienten 297 4.15 Regressionsanalyse mit vier Regressionskoeffizienten 302 4.16 Rekursive Regressionsanalyse . 306 4.17 Auswertung des Belastungsversuchs von Gleichstrom-Nebenschlull.motoren 310 4.18 Berechnung der Belastungskennlinien von Drehstrom-Asynchronmotoren aus Leerlauf-und KurzschluBversuch 313 4.19 Komplexe Strome und Spannungen einer unsymmetrischen Dreiphasen-Stern- schaltung. Symmetrische Komponenten . 318 4.20 Spannungsanderung von Transformator und einseitig gespeister Leitung. Wirkungs- grad des Transformators 323 4.21 Zuleitungsunterbrechung des Drehstrom-Asynchronmotors 326 4.22 Kennwerte von dreiphasigen Freileitungen 328 4.23 Zusatzlast fUr einseitig gespeiste Drehstromleitungen 334 4.24 Dreistrangiger Kurzschlull.strom . 338 4.25 Begrenzung des einstrangigen Kurzschlull.stroms. Schrittspannung . 341 4.26 Gasdurchschlag koaxialer Zylinderelektroden 344 4.27 Kennwerte und Frequenzgang einfacher Reihen-und Parallelschwingkreise . 347 4.28 Kennwerte und Frequenzgang fUr Parallelschaltung von Spule und Kondensator 350 4.29 Frequenzgang induktiv und kapazitiv gekoppelter Bandfilter 353 4.30 Umrechnung von Zweitorparametern 357 4.31 Umrechnung von Transistor-Kennwerten 363 4.32 Ketten-und Wellenparameter von T-und TI-Gliedern 369
The list of books you might like
