RLCRechner

Bedienung Programms

1. Eingabe der Schaltung in den RLCRechner (mehrere Alternativen):
   • (1nF + 2mS) || (5mH + 2mS) + 2k
   • ((1nF + G1=2mS) || (5mH + G1)) + 2k
   • (C1=1n + G1=2m) || (L=5m + G1) + R=2k
   • (C1=1nF + G1=2mS) || (L=5mH + G1) + 2k
2. Button "Eingabe" klicken.
3. Rechts die Frequenz 2 kHz ohne Einheiten als Gleitkommazahl eingeben: 2000 oder 2e3
4. Button "Berechnen" klicken (In der Liste links muss die richtige Schaltung ausgewählt sein!).
5. Darunter das Ergebnis ablesen.

Die Eingabe der Schaltung erfolgt in der gebräuchlichen Schreibweise mit || für Parallelschaltungen und + für Reihenschaltungen, wie wir sie v.a. im ersten und zweiten Semester ständig verwendet haben. Wichtig ist, dass alle Zahlen mit einem Dezimalpunkt statt Komma eingegeben werden! Eine Besonderheit ist, dass man Bauelemente die mehrfach vorkommen (wie hier G1) beim ersten Vorkommen in der Formel definieren kann (G1=2mS) und bei weiteren Vorkommen einfach verwenden kann (auch mit Faktor davor, z.B. 2 R).

Screenshot

Features

• Elektrische Schaltung mit Widerständen, Spulen und Kondensatoren auf einfache Art eingeben.
• Frequenz eingeben und die (komplexe) Impedanz zur links ausgewählten Schaltung ausrechnen lassen.
• Die aktuelle Schaltung umwandeln in die PTE-Schaltungsbeschreibungssprache. Diese Beschreibungssprache wird weiter unten nochmal erwähnt und wird beim Praktikumsversuch 6 (Programmieren) verwendet.
• Symbolische Namen für Bauelemente mit bestimmten Werten festlegen, durch Eingabe von z.B.: Cp=1uF.
• Die Liste der benutzerdefinierten Bauelemente wieder löschen.
• Hilfe und Info zum Programm unter Hilfe.

Syntax

Die Syntax der Eingabe muss die Folgende sein (Backus-Naur-Form):

reihe ::= paral { + paral }
paral ::= ausdruck { || ausdruck }
ausdruck ::= bauelement | ( reihe )
bauelement ::= widerstand | leitwert | induktivitaet | kapazitaet
widerstand	::= [ faktor ] R [ name ] | [ faktor ] R [ name ] = wert [ siprefix ] | wert [ siprefix ]
leitwert ::= [ faktor ] G [ name ] | [ faktor ] G [ name ] = wert [ siprefix ] [ masseinheit ] | wert [ siprefix ] masseinheit
induktivitaet ::= [ faktor ] L [ name ] | [ faktor ] L [ name ] = wert [ siprefix ] [ masseinheit ] | wert [ siprefix ] masseinheit
kapazitaet ::= [ faktor ] C [ name ] | [ faktor ] C [ name ] = wert [ siprefix ] [ masseinheit ] | wert [ siprefix ] masseinheit
faktor ::= Positive Gleitkommazahl (ohne Vorzeichen), nicht in Exponentialschreibweise!
name ::= literal { literal }
literal ::= buchstabe | ziffer | _
wert ::= Positive Gleitkommazahl
siprefix ::= f | p | n | u | µ | m | k | M | meg | G | T | P
masseinheit ::= Zur Größe passende Masseinheit ([R] = keine, [G] = S, [L] = H, [C] = F)
							

Zwischen Groß- und Kleinschreibung wird unterschieden! Klammern haben höchste Priorität, dann ||-Schaltungen und als letztes die Reihenschaltung.

Besonderheiten

Es gibt also Bauelemente ohne Namen, wenn nur der Wert angegeben wird, z.B. 2mH + 5uS. Sobald aber z.B. L = 5m oder C1=5nF vorkommt, ist L bzw. C1 der Name des Bauelements und das rechts vom = der Wert. Ab jetzt kann man den symbolischen Namen wie eine Konstante verwendet werden, z.B. R=1k || R + 2nF || R.

Zusätzlich gibt es jetzt auch noch Faktoren für symbolische Namen, ein paar Beispiele:

• G=1u || 2 G + 3G
• C1=1µF || 2k + 1.5 C1
• 2 R=5meg || 2R // eine kompliziertere Schaltung für "nur R": je 2 R (mit R = 5 Megaohm) parallel geschaltet

Wer es übersichtlicher will und auf diese implizite Zuweisungen verzichten möchte, kann (selbes Parser-Objekt vorrausgesetzt) zuerst die Zuweisungen eingeben und dann die symbolischen Namen verwenden. Die benutzerdefinierten Bauelemente werden nämlich bei jeder Parser-Instanz in einer Hashmap gespeichert (Zuordnung: symbolischer Name, Bauelementwert).

Known Bugs

• 'G' ist doppeldeutig, was mit der Einführung von Faktoren einen Fehler nach sich zieht: G ist das Formelzeichen für den elektrischen Leitwert in Siemens und gleichzeitig das SI-Prefix für Giga. Als im Parser noch keine Faktoren vor symbolischen Namen implementiert waren, war diese Doppeldeutigkeit kein Problem. G als Formelzeichen stand immer am Anfang eines Ausdrucks, G als SI-Prefix immer am Ende. Wenn jetzt aber ein Leitwert G (als symbolischer Name) definiert ist, und in der Eingabe 2 G für "2 x der Leitwert G" steht, gibt es ein Problem, weil 2 G genauso gut für "2 Gigaohm" stehen kann! Folge ist dass man zurzeit keine Gigaohm-Widerstände auf diese Weise eingeben kann. Die einfachste Lösung wäre, das Feature mit den Faktoren wegzulassen, oder G nicht als SI-Prefix zu akzeptieren.