3120 Widerst Widerstandsnetzwerk
Kategorie:Elektrotechnik
Klasse:schwer
Eingabe:siehe Spezifikation
Ausgabe:siehe Spezifikation
Abzugebende Files: Widerst.txt, Widerst.java, *.java , 345.txt, 482.txt

Kurzbeschreibung:

Ein elektrischer Widerstand soll parallel oder seriell zu einem Widerstandsnetzwerk geschalten werden, um eine gewünschte Stromstärke bei einer gegebenen Spannung zu erreichen.

Allgemeine Hinweise:

Aufgabenstellung:

Ein Widerstandsnetzwerk ist eine elektrische Schaltung, bei der mehrere Widerstände seriell oder parallel geschalten werden. Die Aufgabe Ihres Programmes ist es, den Gesamtwiderstand eines derartigen Netzwerkes auszurechnen und zu ermitteln, welcher Widerstand zu diesem Netzwerk parallel oder seriell dazugeschalten werden muß, um bei einer gegeben Spannung einen gewünschten Stromfluß zu erzielen.

(Falls Ihnen Begriffe wie Widerstand oder Ohm noch überhaupt nichts sagen, dann empfehle ich Ihnen, zuerst die Spezifikation des mitgelieferten Erstrundenprogrammes durchzulesen.)

Zuerst lesen Sie einen String ein, der die Struktur des Netzwerkes beschreibt.
Dieser besteht aus Widerstandswerten, die durch Kommas getrennt sind, und am Ende soll einer der Buchstaben S oder P, die für Serien- bzw. Parallelschaltung stehen. Dieser gesamte Block ist in Klammern eingeschlossen. Statt eines Widerstandswertes kann auch eine Substruktur stehen, die wiederum diesen Aufbau hat. Betrachten wir dies anhand eines Beispiels:

(((1K5,3K4,S),(15,1K,S),P),100,S)

steht für folgendes Netzwerk:

Anschließend lesen Sie den Wert der angelegten Spannung ein und den Wert der gewünschten Stromstärke.

Zur Berechnung des Gesamtwiderstandes dienen folgende Formeln:

Serienschaltung von R1 und R2 : Gesamtwiderstand = R1+R2
Parallelschaltung von R1 und R2 : Gesamtwiderstand = 1/(1/R1 + 1/R2)

Aus den Angaben von Spannung und Stromstärke kann mittels Ohm'schen Gesetz (U=R*I Spannung = Widerstand * Stromstärke) der benötigte Gesamtwiderstand berechnet werden. Aus diesem und dem Widerstand des Netzwerkes kann der Wert und die Schaltungsart des Zusatzwiderstandes ermittelt werden (tatsächlicher Wert > benötigter Wert ==> Parallelschaltung, sonst Serienschaltung).

Auszugeben ist der Wert des Zusatzwiderstandes, die Art der Schaltung, sowie ein vierstelliger Farbcode für den Widerstandswert, dessen erste drei Stellen den Zahlenwert enthalten, die vierte Stelle den Multiplikator. (Das Programm, das Sie mitbekommen haben, sollte für diese Aufgabe geeignet sein).

Ist der Widerstandswert nicht genau codierbar, so ist der nächstkleinere codierbare Wert als Farbcode auszugeben. Ist der Wert des Zusatzwiderstandes < 1, dann geben Sie als Wert 0 aus, aber keine Schaltungsangabe und keinen Farbcode.

Eingabedaten:

Lesen Sie zuerst den String ein, der das Netzwerk beschreibt. Das Netzwerk darf aus maximal 6 Widerständen aufgebaut sein. Die Widerstände sind durch Kommas getrennt; durch Klammern und die Zeichen "S" und "P" wird die Struktur des Netzwerkes bestimmt.

Die Widerstandswerte können als normale Zahlen, z.B. 147 4700 1000000 6.8, eingegeben werden oder in der Form "Ziffern(n) Multiplikator Ziffer(n)". Der Multiplikator kann "M" für Mega (10^6), "K" für Kilo (1000) oder "R" für 1 sein und erfüllt gleichzeitig die Aufgabe eines Kommapunktes.

Widerstandswerte kleiner als 1 Ohm sind nicht zulässig.

Weiters sind die Spannung und die gewünschte Stromstärke als Float-Zahlen einzulesen. Jeder dieser beiden Werte muß größer als 0 und kleiner als 10^9 sein.

Ausgabedaten:

Bei korrekten Eingabesätzen soll Ihr Programm folgende Daten liefern:

a) den Wert des Zusatzwiderstandes als Float-Zahl mit 3 Nachkommastellen
b) die Art der Schaltung: P oder S
c) den Farbcode des Zusatzwiderstandes, bzw. den nächsthöheren Farbcode falls der Widerstand nicht genau codiert werden kann, in eckigen Klammern.

Falls der Zusatzwiderstand < 1 ist, so wird nur "0" ausgegeben; die Punkte b) und c) entfallen.

Geben Sie zum Schluß einen Zeilenvorschub aus.

Fehlerbehandlung:

Sämtliche Eingabedatensätze sind immer vollständig einzulesen. Generell wird bei fehlerhaften Eingabedatensätzen nur eine einzige Fehlermeldung erzeugt, weitere Berechnungen werden nicht mehr durchgeführt.

Enthält der Eingabedatensatz einen ungültigen Datentyp, so soll einmal das Zeichen "?", gefolgt von einem Zeilenvorschub, ausgegeben werden.

Waren die Datentypen bei allen Eingaben richtig, die eingegebenen Daten dann aber inhaltlich nicht korrekt, so soll Ihr Programm "FALSCHE EINGABE", gefolgt von einem Zeilenvorschub, ausgeben.

Beispiele:

Eingabedaten
(((2K5,1K8,S),(4K7,3K3,S),P),(470,680,P),S) 5 0.2

Ausgabedaten
25.200 P [rt gn rt go]


Testen:

Diese Beispiele dienen nur zur Verdeutlichung der Spezifikation und müssen nicht korrekt formatiert sein. Die korrekte Formatierung entnehmen Sie bitte dem mitgelieferten Outputfile. Zum Testen Ihrer Lösung können Sie aus den mitgelieferten Eingabedaten wie folgt eine Ausgabedatei erzeugen:

java Widerst < Widerst.i1 > Widerst.out1

Das erzeugte File Widerst.out1 können Sie dann mit dem mitgelieferten Outputfile Widerst.o1 vergleichen.