4 / 7

Aufgabenstellung:

Ein periodisch zeitabhängiger Strom besteht nach dem Bild aus rechteckförmigen Stromimpulsen mit Die Periodendauer beträgt die Dauer der Impulse

Abbildung

Bild: Beispiel für den zeitlichen Verlauf eines aus rechteckförmigen Stromimpulsen bestehenden periodisch zeitabhängigen Stromes

 

Es ist die Fourier-Reihe der Funktion bis einschließlich der Ordnungszahl anzugeben.

Lösungsweg:

Drücke auf "Aufdecken" um dir den ersten Schritt der Lösung anzuzeigen

Die gegebene Funktion besitzt den zeitlichen Mittelwert und damit den Gleichanteil

Weiterhin handelt es sich um eine gerade Funktion, so dass keine Sinusschwingungen auftreten. Die Scheitelwerte und die Frequenzen der Kosinusschwingungen können wir somit (grundsätzlich) durch die Gleichung

bestimmen. Im vorliegenden Fall bietet es sich aber an, die Integrationsgrenzen und ) um den Wert zu versetzen und die Bestimmung von durch die Gleichung

vorzunehmen. Hierbei hat die gegebene Funktion (Bild) im Bereich den Wert und in der übrigen Zeit innerhalb der Grenzen und ist Damit wird

Ersetzen wir hierin die Integrationsvariable durch die Variable so erhalten wir (mit

Nach Ausführung der Integration und dem Einsetzen der Grenzen wird

Setzen wir hierin für die Zahlen 1,2,3,4 ein, so ergeben sich mit der Kreisfrequenz der Grundschwingung

und dem Winkel

die Werte

Lösung:

Damit lautet die gesuchte Fourier-Reihe