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特勒根定理、互易定理和对偶原理

gecimao 发表于 2019-07-25 21:43 | 查看: | 回复:

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  特勒根定理 互易定理 对偶原理 邹建龙 主要内容 ? 特勒根定理1 ? 特勒根定理2 ? 互易定理 ? 对偶原理(不考试,但很重要) ? 不同定理之比较 特勒根定理1 在关联参考方向下,所有支路上的电压电流 乘积的总和为零。 ? k ?1 b u k ik ? 0 特勒根定理1实际上反映了功率守恒, 特勒根定理适用于线性和非线性电路。 思考:非关联怎么办? 特勒根定理1-证明 设电路共有n个结点,第p、q个结点之间的电压为upq,电流为ipq 1 n n 1 n n uk ik ? ?? u pqi pq ? ?? (u p ? uq )i pq ? 2 p ?1 q ?1 2 p ?1 q ?1 k ?1 n n 1 n 1 n ? ? u p ? i pq ? ? uq ? i pq 2 p ?1 q ?1 2 q ?1 p ?1 b ?0 特勒根定理2 若两个电路具有相同的图,且电压电流为 关联参考方向,则有 ? u? i ? k ?1 k ?1 b b k k ?0 ?k ? 0 uk i 思考:如果为非关联参考方向会怎样? 特勒根定理2一个重要推论 两个结构相同的电路中包含相同的纯电阻网络,则 有 ? ? u i ? u i ? kk ? kk k ?1 k ?1 r r 式中,r为除去纯电阻网络外的支路总数 特勒根定理2的应用 2A 3V 2A N 4V 2V N I N为纯电阻网络,求I 特勒根定理2的应用 2A 3V 2A N 4V 2V N I N为纯电阻网络,求I 左侧电流乘以对应右侧电压=左侧电压乘以对应右侧电流 ? (2 ? 2) ? (2 ? 3) ? 0 ? 0 ? 0 ? (4 ? I ) I ? ?2.5A 注:短路电压为0;开路电流为0;0乘以任何数等于0. 互易定理 如果只含有线性电阻和一个激励源, 那么将激励和响应的位置互换后, 激励与响应的比值保持不变 互易定理的证明 互易定理有三种形式, 用特勒根定理2的推论可以证明 互易定理实际上是特勒根定理2的一个特例 互易定理的应用 2A 1A I 2? N 2? 4? N 4? 3A N为纯电阻网络,求I 互易定理的应用 2A 1A I 3A 2? N 4? 2? N 4? N为纯电阻网络,求I 2A 1A I 2? N 4? 2? N 4? 3A 1 3 ? 8 ?2 I I ? ?12A 此题体现了两个技巧:无中生有;兼容并包 特勒根定理2和互易定理的应用 4? 5V 0.5A 4? U N 3? N 6A 3? N为纯电阻网络,求U 答案:U= -7.2V 对偶原理(非考试内容,但很重要!) 如果两个东西通过元素互换既能由此及彼,也能由彼及 此,则称二者互为对偶,两者具有完全相同的特性 例如 将KCL中的电流换成电压,就变成了KVL; 如果将KVL中的电压变成电流,就变成了KCL; 所以KCL和KVL互为对偶 对偶原理的作用在于减少重复、启发思考 对偶原理——对偶的元素 互换的元素我们称为对偶元素 对偶元素很多: 电压——电流 电阻——电导 电感——电容 串联——并联 回路——结点 ………………. 对偶原理——如何得到对偶电路 将回路变成结点,结点与结点连接,与 每一个电路元件交叉,将其变为对偶的 电路元件。 细节问题:电压与电流都取关联参考方 向,对偶电路的支路电流方向通过原电 路支路顺时针旋转得到。 如何得到对偶电路-例题 2A 3mH 5?F 4? 求对偶电路 各定理之比较 适用 条件 叠加 齐性 替代 戴维宁 诺顿 特勒根1 特勒根2 互易 对偶 线性电路 线性电路 叠加的推论 线性 非线性 线性电路 线性电路 线性 非线性 线性 非线性 线性电路 线性电路 一元件 二元件 相互 关系 内容 总=各独立源单 独作用之和 所有独立源变K倍 ,响应也变K倍 已知支路电压或电流,可用 同值电压源或电流源替代 注意事项 含受控源时保 持不动 含源一端口可用电压 源与电阻串联等效 含源一端口可用电流 源与电导并联等效 所有支路电压电流 乘积之和为零 两个同拓扑电路,电 压电流乘积之和为零 一激励线性电阻网络 激励响应互换,比值不变 所有元素对偶后,新电路 特性与原电路完全相同 有的电路 无戴维宁 有的电路 无诺顿 关联参考 关联参考 关联参考 二元件 单电路 两电路 特勒根2 的特例 两电路

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