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Vor die Exponentialfunktion kommt lediglich \(\frac{L}{R}\) als Faktor dazu. Und die Integrationskonstante verstecken wir in der Konstante \(A\): Integral der inhomogenen Lösungsformel der VdK berechnen Anker zu dieser Formel Und schon haben wir die allgemeine Lösung. Diese können wir durch das Ausmultiplizieren der Klammer noch etwas vereinfachen. Die Exponentialfunktion kürzt sich bei einem Faktor weg: Allgemeine Lösung der inhomogenen DGL der RL-Schaltung Anker zu dieser Formel Um eine auf das Problem zugeschnittene Lösung zu bekommen, das heißt, um die unbekannte Konstante \(A\) zu bestimmen, brauchen wir eine Anfangsbedingung. Dgl 1 ordnung aufgaben mit lösung 2019. Wenn wir sagen, dass der Zeitpunkt \( t = 0 \) der Zeitpunkt ist, bei dem der Strom \(I\) Null war, weil wir den Schalter noch nicht betätigt haben, dann lautet unsere Anfangsbedingung: \( I(0) = 0 \). Einsetzen in die allgemeine Lösung: Anfangsbedingungen in allgemeine Lösung einsetzen Anker zu dieser Formel und Umstellen nach \(A\) ergibt: Konstante mithilfe der Anfangsbedingung bestimmen Damit haben wir die konkrete Gesamtlösung erfolgreich bestimmt: Spezifische Lösung der inhomogenen DGL der RL-Schaltung Anker zu dieser Formel Jetzt weißt du, wie lineare inhomogene Differentialgleichungen 1.
249 Beispiel: Das im Beispiel gezeigte massefreie, frei bewegliche Federsystem (z. B. PKW-Stoßdämpfer im nichteingebauten Zustand) wird durch eine Reibung gedämpft. Dgl 1 ordnung aufgaben mit lösung 8. Die Kräftebilanz lautet \({F_a}\left( t \right) = r \cdot \dot x + n \cdot x\) Normieren auf die Reibungskonstante r ergibt die inhomogene DGL, deren Lösung für eine bestimmte äußere Kraft gesucht ist. \(\frac{ { {F_a}\left( t \right)}}{r} = \dot x + \frac{1}{\tau} \cdot x\) Worin \(\tau = \frac{r}{n}\) die Zeitkonstante des Systems darstellt. 1. Bestimmung der homogenen Aufgabe \(\dot x + \frac{1}{\tau} \cdot x = 0\) Nach Gl. 240 lautet die homogene Lösung \(x\left( t \right) = K \cdot {e^{ - \frac{t}{\tau}}}\) 2. Lösung der inhomogenen Aufgabe Gegeben sei: \({F_a}\left( t \right) = \hat F \cdot \sin \left( {\omega \cdot t} \right)\) worin \(\omega = 2\pi \cdot f\) die Anregungsfrequenz der äußeren Kraft bedeutet.
244 Vorteilhafter Weise verschwinden die Beiträge der homogenen Lösung, da die homogene Lösung ja die Lösung einer DGL ist, deren Störung zu Null gesetzt wurde. \dot K\left( t \right) \cdot {e^{ - at}} = g(t) Gl. 245 umstellen \dot K\left( t \right) = g(t) \cdot {e^{at}} Gl. 246 und Lösen durch Integration nach Trennung der Variablen dK = \left( {g(t) \cdot {e^{at}}} \right)dt Gl. 247 K = \int {\left( {g(t) \cdot {e^{at}}} \right)dt + C} Gl. Lösung einer inhomogenen DGL 1. Ordnung - Matheretter. 248 Auch diese Integration liefert wieder eine Konstante, die ebenfalls durch Einarbeitung einer Randbedingung bestimmt werden kann. Wird jetzt diese "Konstante" in die ursprüngliche Lösung der homogenen Aufgabe eingesetzt, zeigt sich, dass die Lösung der inhomogenen Aufgabe tatsächlich als Superposition beider Aufgaben, der homogenen und der inhomogenen, darstellt: y\left( t \right) = \left[ {\int {\left( {g(t) \cdot {e^{at}}} \right)dt + C}} \right] \cdot {e^{ - at}} = {e^{ - at}}\int {\left( {g(t) \cdot {e^{at}}} \right)dt + C \cdot {e^{ - at}}} Gl.