Laplace-Transformation: Grundlagen, Eigenschaften und Anwendungen in elektrischen Netzwerken
Laplace-Transformation: Grundlagen und Anwendungen
Definition der Laplace-Transformation
Die Laplace-Transformierte F(s) einer Originalfunktion f(t) ist definiert als:
F(s) = ∫0∞ f(t) e-st dt = L[f(t)]
Die Funktion f(t) muss dabei folgende Bedingungen erfüllen: Für t < 0 gilt f(t) = 0, und f(t) ist stückweise stetig sowie von exponentieller Ordnung, d.h. |f(t)| < M·eat.
Grundlegende Eigenschaften und Sätze
Linearität
Die Laplace-Transformation ist linear: L[a·f(t) + b·g(t)] = a·F(s) + b·G(s).
Ähnlichkeitssatz
Für a > 0 gilt: L[f(at)] = (1/a)·F(s/a).
Verschiebungssatz (Zeitverschiebung)
Ist f(t) kausal, so gilt: L[f(t − T)·σ(t − T)] = e-sT·F(s).
Dämpfungssatz (Frequenzverschiebung)
L[e-at·f(t)] = F(s + a).
Faltungssatz
L[...