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Stromkreis mit Widerstand und Kondensator
Der zeitliche Verlauf der Spannung
am Kondensator
C soll berechnet werden mit der Anfangsbedingung
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Zur Zeit
wird die konstante Eingangsspannung
angelegt; die Eingangsspannung
wird in diesem Fall
mit der Sprungfunktion
beschrieben:
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Für die Spannungen erhält man die Gleichung:
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Die Beziehung zwischen Strom
und der Ausgangsspannung
ist:
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Einsetzen in obige Gleichung führt auf:
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mit der Zeitkonstanten
.
Dies ist eine lineare
Differentialgleichung 1. Ordnung mit konstanten Koeffizienten für die
Ausgangsspannung
.
Die Lösung erfolgt mit Hilfe der Laplace-Transformation in drei
Schritten:
1. Transformation der Differentialgleichung in den Bildbereich:
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ist dabei die Ausgangsspannung im Bildbereich,
nämlich
.
2. Lösen der Differentialgleichung im Bildbereich:
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3. Rücktransformation von
vom Bildbereich in den
Originalbereich mit Hilfe der Transformationstabelle liefert die
gesuchte Spannung
im Originalbereich:

Dieses Ergebnis stimmt mit der Lösung, die man durch Trennung der Variablen im Originalbereich erhält, überein.

Grafische Darstellung der Ausgangsspannung ![]()
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