排水系統

[拼音]:tidai dingli

[英文]:substitution theorem

關於網路的任一支路可以用一個獨立電壓源或一個獨立電流源來替換的定理。這種替代不限於線性網路,因而是一個應用範圍比較廣的定理。

其內容是:假定網路N(圖1a)的任一支路的電流和電壓分別為ik和Vk。將該支路用一個波形為ik的獨立電流源,或者用一個波形為Vk的獨立電壓源來替代(圖1b和圖1c),替代前和替代後的網路N和N┡都有惟一解,且被替代支路與網路其他部分無耦合,則替代後網路的所有電流和電壓均將保持原值。

替代定理成立的一個條件是替代前和替代後的網路必須有解且解是惟一的。對於線性網路來說,除了極個別者外,解的存在和惟一性總是能滿足的。對非線性網路則需作檢驗。例如對於圖2a所示的網路;根據隧道二極體T的特性曲線和由直流電壓源E和電阻R組成的含源支路的外特性曲線,利用作圖法可求得惟一解(V,I)(圖2b)。現若按替代定理用獨立電流源I來替代上述的含源支路(圖3a),則仍用作圖法可求得替代後網路的3個解(V1,I)、(V2,I)和(V3,I)(圖3b)。由於解不唯一,這樣的替代是不允許的。但是,如圖4a所示的替代又是允許的,因為替代後網路有惟一解(圖4b)。

在網路分析中,根據替代定理,用獨立電源替代網路中的支路,會帶來一定的方便。例如,用此定理可將大規模網路撕裂成一些小規模的子網路,收到化整為零之效。另外,這一定理還常被用來證明其他定理。