Einführung zu linearen Gleichungssystemen
Dieser Artikel befindet sich noch im Aufbau. |
← Zurück: XXX | Übersicht: XXX | Vorwärts: XXX → |
Im Rahmen der Lehrveranstaltung werden lineare Gleichungssysteme (kurz LGS) zur Beschreibung linearer Netzwerke benötigt. Darunter versteht man eine beliebige Zusammenschaltung aktiver (z. B. Strom- und Spannungsquellen) und passiver (z. B. ohmsche Widerstände) linearer Zweipole. Ausgangspunkt zur Bestimmung solcher Gleichungssysteme sind in der Regel die Kirchhoffschen Gesetze, also Maschen- und Knotengleichungen: Möchte man nämlich unbekannte Größen (z. B. Spannungen) in einem Netzwerk bestimmen, so sind hierzu auch (mindestens) linear unabhängige Gleichungen erforderlich. Die Verknüpfung dieser Gleichungen zu einem Gleichungssystem widerspiegelt die Tatsache, dass im Allgemeinen jeder Zweipol die Zweigspannungen und -ströme eines Netzwerks beeinflusst.
Durch eine systematische Vorgehensweise – nämlich der Maschen- und Knotenanalyse – lassen sich lineare Gleichungssysteme aufstellen, die eine gezielte Bestimmung von unbekannten Zweigspannungen und -strömen in einem Netzwerk ermöglichen. Im Rahmen einer Maschenanalyse könnten zum Beispiel die folgenden drei Gleichungen ermittelt worden sein:
Fehler beim Parsen (Unbekannte Funktion „\begin“): \begin{flalign*} 0 &= U_{03} + R_3 I_3 + R_1 I_3 + R_1 I_6 - R_1 I_{01} + U_{02} + R_2 I_3 - R_2 I_5&\\ 0 &= R_5 I_5 - U_{02} - R_2 I_3 + R_2 I_5 + R_4 I_5 + R_4 I_6&\\ 0 &= R_6 I_6 + R_1 I_3 + R_1 I_6 - R_1 I_{01} + R_4 I_5 + R_4 I_6& \end{flalign*}