Les modèles topologiques

 

 

 

 

 

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Ici on amène la description topologique du schéma séparé (la description du sous schéma).

 

Chaque branche du schéma électrique du remplacement porte l'information sur n'importe quel aspect physique du système et la méthode numérique de la représentation des équations de cet aspect. On peut présenter toutes les branches par les branches généralisées. L'ensemble de telles branches généralisées fait le schéma élémentaire.  Puisque chaque branche généralisée c'est la branche de résistance, le schéma élémentaire est aussi résistance :

...

L'équation matricielle des tensions du schéma élémentaire :

Eb+eb = zbb ∙ (ib+Ib).                                                                                              (1)

Eb  - le vecteur des tensions des branches, eb  – le vecteur des sources des tensions des branches,  Ib – le vecteur des sources du courant des branches,  ib – le vecteur des courant des branches, zbb  - le tenseur des résistances des branches.

Ici et ensuite pour tenseurs j'utiliserai le système matriciel  des désignations pour les indices.

La forme déployée matricielle :

Ez1+ez1     z1             iz1+Iz1
Ez2+ez2       z2           iz2+Iz2
Ez3+ez3 =       z3       iz3+Iz3
Ez4+ez4           z4       iz4+Iz4
Ez5+ez5             z5     iz5+Iz5
Ez6+ez6               z6   iz6+Iz6

      Si  les branches ont mutuels de l'inductance ou les sources commandés, la matrice zbb  a les éléments non diagonaux et est asymétrique.

     Les aspects séparés (branches) du système technique se lient à une certaine structure, en formant le schéma joint. Nous examinerons simples, mais les exemples assez totaux. On examinait l'exemple du schéma (sous-schéma):

 

 

 

 

 

 

 

     C'est le graphe topologique pour schéma:

     Dans le graphe topologique on peut trouver l'arbre. Les autres branches nous appellerons comme les branches des compléments. Le courant dans la branche du complément est égal au courant en maille. L'arbre est montré par de grosses lignes:

     Ici les branches de l'arbre : z3, z5, z4 ; les branches des compléments: z1, z2, z6

 

     Je fixe un nœud de masse. Si prendre en considération qu’une paire des nœuds est maille ouvert, alors nous recevons matrice orthogonale (le carré) topologique les branches-mailles:

 

1

2

3

a

b

c

z1

 

 

 

1

 

 

z2

 

 

 

 

1

 

z3

 

-1

 

1

-1

 

C =  z4

 

 

1

1

-1

 

z5

-1

-1

 

1

-1

-1

z6

 

 

 

 

 

1

 

     Alors on peut calculer  matrice topologique les branches-pair de nœuds  Аt = С-1 :

 

z1

z2

z3

z4

z5

z6

1

 

 

1

 

-1

-1

2

1

-1

-1

 

 

 

3

-1

1

 

1

 

 

Ata

1

 

 

 

 

 

b

 

1

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

1

 

       Le vecteur des courants dans les équations du schéma élémentaire donne le système initial des coordonnées. Dans ces coordonnées s'inscrit le schéma élémentaire par les équations (1). Un nouveau système des coordonnées est défini par les mailles et les pairs de noeuds. La transformation des vecteurs du courant:

 

i=C∙i′;                      I=C∙I′;                                                                                 

 

 Nous mettrons ces expressions dans l'équation du schéma élémentaire (1), et ensuite nous multiplierons de parties gauches et droites de l'expression reçue sur la matrice transposée Сt :

 

Сt · E+ Сt · e = Сt · z ∙ (С·i′+C·I′)

Finalement

E′  +  e′ = z′ ∙ (i′+I′)                                                                                (2)

z′= Сt ∙ z ∙ C.        E′= Ct ∙ E              e′= Сt ∙ e                                                        (3)                                                           

La remarque. La puissance dans un nouveau système des coordonnées reste invariante vers la transformation des coordonnées :

 P =   E ∙ i    = E′ ∙ i′ = P'

   

     Pour l'exemple examiné:

 

 

 

 

 

-1

 

 

z1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

-1

 

-1

 

 

 

z2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

z′=СtzC 

 

 

 

1

 

 

·

 

 

z3

 

 

 

·

 

-1

 

1

-1

 

 

1

 

1

1

1

 

 

 

 

 

z4

 

 

 

 

 

1

1

-1

 

 

 

1

-1

-1

-1

 

 

 

 

 

 

z5

 

 

-1

-1

 

1

-1

-1

 

 

 

 

 

-1

1

 

 

 

 

 

 

z6

 

 

 

 

 

 

1

  

     À la suite de la multiplication nous recevons:

 

 

 

1

2

3

a

b

c

 

1

z5

z5

 

- z5

z5

z5

 

2

z5

z5 + z3

 

- z5 - z3

z5 + z3

z5

z′=

3

 

 

z4

z4

- z4

 

 

a

- z5

- z5 - z3

z4

z5 + z4 + z3 + z1

- z5 - z4 - z3

- z5

 

b

z5

z5 + z3

- z4

- z5 - z4 - z3

z5 + z4 + z3 + z2

z5

 

c

z5

z5

 

- z5

z5

z6 + z5

 

 Si introduire les désignations d'indice pour les coordonnées les mailles et les pairs de noeuds, en conséquence par les lettres m et o, on peut présenter l'équation matricielle du schéma (2) sous la forme par blocs :

 

 

 

 

 

o

m

 

 

 

 

 

Eo

+

eo

=

o

zoo

zom

∙(

0

+

Io

)                                                             (4)

0

em

m

zmo

zmm

im

Im

 

      Puisque la somme des tensions des branches en mailles et la somme des courants des branches en  noeuds sont égaux au zéro, les blocs correspondants matriciels sont égaux au zéro:

 

Em= 0  et io= 0.

 

 

 

 

 

 

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Change date : 22.05.2014