特勒根定理和互易定理
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特勒根定理和互易定理————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:特勒根定理和互易定理1、特勒根定理1特勒根定理1内容为:对于一个具有n个结点和b条支路的电路,假设各支路电流和支路电压取关联参考方向,并令、分别为b条支路的电流和电压,则对任何时刻t,有此定理对任何具有线性、非线性、时不变、时变元件的集总电路都适用,它实质上是电路功率守恒的数学表达式。
2、特勒根定理2特勒根定理2内容为:如果两个具有n个结点和b条支路的电路,它们具有相同的图,但由不同的支路构成。
假设各支路电流和支路电压取关联参考方向,并分别用、和、表示两电路中b条支路的电流和电压,则对任何时刻t,有此定理同样对任何具有线性、非线性、时不变、时变元件的集总电路都适用,但它不再是电路功率守恒的数学表达式。
有时称它为“拟功率定理”。
它仅仅是对两个具有相同拓扑的电路中,一个电路的支路电压和另一个电路的支路电流之间所遵循的数学关系。
<?xml:namespace prefix = o />3、互易定理的使用条件1)电路只含有一个独立电源;2)电路中没有受控源;3)电路中的所有无源元件全部为线性电阻。
4、互易定理1互易定理1内容为:对于一个线性无源网络NS,外加激励电压与网络响应电流互换位置时,响应电流相同,如图1所示,即=,则有。
图1互易定理15、互易定理2互易定理2内容为:对于一个线性无源网络N,外加激励电流与网络响应电压互换位置时,响应电压相同,如图2所示,即=,则有。
图2互易定理26、互易定理3互易定理3内容为:对于一个线性无源网络N,若激励在数值上相等,即=,则有,如图3所示。
图3互易定理3。
第五章 特勒根定理5-1 引言特勒根定理是关于电网络拓扑结构的定理,它脱离了元件具体的物理性态,因而具有更普遍的意义。
特勒根定理是B.D.H. Tellegen 在本世纪五十年代初提出的[1、2]。
实际上,在此之前,已出现了许多关于特勒根定理的推导和讨论的文章[3-5]。
最早的工作应追溯到 1883年 O. Heaviside 的论文[6]。
尽管如此,先于Tellegen 的作者们没有指出定理的普遍性及其应用上的灵活性,只是将它用于一个特定的目的,或者只作出说明而没有探讨它的应用。
定理以 Tellegen 的名字命名是因为他是指出定理有普遍意义的第一人。
特勒根定理不仅具有电网络意义,它还具有更一般的应用价值,文[7]在一般数学方程组的基础上提出了广义特勒根定理,并给出了矩阵互易定理,进一步发展了这一理论。
本章介绍特勒根定理。
首先讨论特勒根定理在电网络中的表述,然后给出广义特勒根定理,并进行流图解析,最后是广义特勒根定理的应用举例。
5-2 特勒根定理定理5-1(特勒根定理1):对n 个节点b 条支路的电网络,在标定支路的参考方向后,必有0),,,(02121=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=n n b T b I I I V V V I V (5.1)其中,b V 和b I 分别是支路电压和支路电流向量。
证明:由第一章网络的关联性可知m Tb b nTa b I K I V K V == (5.2)各符号意义同第一章,于是有b a Tn b T b I K V I V ⋅= (5.3)由基尔霍夫电流定律0=b a I K (5.4)故必有0=b T b I V (5.5)证毕。
定理5-2(特勒根定理2):对于两个网络,若拓扑结构完全相同,且支路标定方向完全一致,必有b b 和0~=b T b I V (5.7)成立。
其中b b I V ,和b b I V ~,~分别属于两个不同网络。
证明:由于两个网络拓扑结构完全相同,并且支路标定方向一致,故在节点、支路及回路编号一致时,两者必然具有相同的关联矩阵a K 和b K ,这样有b a T n b T b I K V I V ~~= (5.8)上式显然为零。