Kierros 4, tehtävä 3

Virtapiiri (200 p)

Tässä tehtävässä harjoitellaan erityisesti seuraavia asioita:

• Funktion määrittely ja kutsuminen
• Parametrit ja arvon palauttaminen
• Sähköopin ongelman ratkaiseminen tietokoneohjelman avulla

Tee Eclipseen uusi projekti, jonka nimi on tehtava4_3 ja tähän projektiin moduuli virta. Kirjoita sitten moduuliin ohjelma, joka laskee kuinka suuri virta kulkee alla olevan kuvan mukaisessa virtapiirissä, kun käyttäjä antaa virtapiirin jännitelähteen napajännitteen sekä kuvaan merkittyjen vastusten resistanssit.

Virtapiirissä on siis jännitelähde, jonka napajännite on U, kaksi rinnan kytkettyä vastusta R1 ja R2 sekä tämän yhdistelmän kanssa sarjaan kytketty vastus R3.

Ohjelman rakenne

Kirjoita ohjelmaasi seuraavat funktiot:

• laske_sarjassa(vastus1, vastus2)
  • Funktio laskee ja palauttaa yhdistelmän kokonaisresistanssin, kun sarjaan on kytketty kaksi vastusta, joiden resistanssit on annettu funktion parametreina.
• laske_rinnan(res1, res2)
  • Funktio laskee ja palauttaa yhdistelmän kokonaisresistanssin, kun rinnan on kytketty kaksi vastusta, joiden resistanssit on annettu funktion parametreina.

Kirjoita lisäksi pääohjelma, joka pyytää käyttäjältä virtalähteen napajännitteen ja eri vastusten resistanssit. Pääohjelma kutsuu funktioita laske_rinnan ja laske_sarjassa, ja laskee ja tulostaa tämän jälkeen virtapiirissä kulkevan virran. Katso esimerkkiajoista tarkemmin, millainen ohjelman tulostuksen pitää olla.

Jos käyttäjä antaa jonkin vastuksen resistanssin arvoksi nollan tai negatiivisen luvun, ohjelma tulostaa "Virtapiiri ei ole kuvan mukainen.", eikä laske mitään.

Funktiot pitää nimetä samoilla nimillä kuin edellä on annettu. Myös niiden parametrien määrien pitää olla samat kuin edellä. Muuten ohjelmasi ei mene läpi Goblinin tarkistuksista. (Sama pätee kaikissa tehtävissä, joissa on annettu kirjoitettavien funktioiden nimet valmiiksi.)

Ratkaisussa tarvittavia kaavoja (voit hypätä tämän kappaleen yli, jos haluat miettiä asian itse)

Ohjelmassa on ensin laskettava virtapiirin vastusten aiheuttama kokonaisresistanssi. Kun se on saatu selville, virta voidaan laskea Ohmin lailla jakamalla jännitelähteen napajännite vastusyhdistelmän kokonaisresistanssilla.

Resistanssia laskettaessa lasketaan ensin rinnan kytkettyjen vastusten kokonaisresistanssi. Se saadaan kaavalla 1/R = 1/R1 + 1/R2, missä R on rinnan kytkettyjen vastusten kokonaisresistanssi, kun ensimmäisen vastuksen resistanssi on R1 ja toisen R2. Tämän jälkeen voidaan laskea kahden sarjaan kytketyn vastuksen kokonaisresistanssi laskemalla vastusten resistanssit yhteen.

Ohjelman palautuksesta ym.

Ohjelman ei tarvitse varautua muihin virheellisiin syötteisiin kuin ei-positiivisiin resistanssien arvoihin. Tulosta ohjelmasi laskema virta kahden desimaalin tarkkuudella.

Testaa ohjelmaasi monta kertaa eri arvoilla ennen kuin palautat sen Gobliniin. Palauta Gobliniin tiedosto virta.py.

Esimerkkejä ohjelman suorituksesta:

[ohjelman suoritus alkaa]
Anna virtapiirin jannitelahteen jannite (V).
12.0
Anna vastusten resistanssit ohmeina.
1. rinnan kytketty vastus:
4.0
2. rinnan kytketty vastus:
7.5
Sarjaan kytketty vastus:
10.0
Virtapiirin virta on 0.95 A.
[ohjelman suoritus päättyy]

[ohjelman suoritus alkaa]
Anna virtapiirin jannitelahteen jannite (V).
24.0
Anna vastusten resistanssit ohmeina.
1. rinnan kytketty vastus:
10.0
2. rinnan kytketty vastus:
-1.0
Sarjaan kytketty vastus:
4.8
Virtapiiri ei ole kuvan mukainen.
[ohjelman suoritus päättyy]

[ohjelman suoritus alkaa]
Anna virtapiirin jannitelahteen jannite (V).
12.0
Anna vastusten resistanssit ohmeina.
1. rinnan kytketty vastus:
-8.0
2. rinnan kytketty vastus:
5.0
Sarjaan kytketty vastus:
7.0
Virtapiiri ei ole kuvan mukainen.
[ohjelman suoritus päättyy]

Värikoodit:
Sininen: Syöte käyttäjältä
Vihreä: Ohjelman tuloste
Punainen: Erityishuomatus: ei tulosteta