Рис. 2.17
Включим в ветвь
источник ЭДС
в ветвь k — амперметр
для измерения тока
Пусть каждая из ветвей
входит соответственно только в
и
-контуры. Поэтому по методу контурных токов
. Поменяем местами источник ЭДС и амперметр, т. е. источник ЭДС переместим из ветви
в ветвь k и назовем теперь
а амперметр — из ветви k в ветвь
. В этом случае ток
Так как
в силу симметрии определителя системы А относительно главной диагонали (см. § 2.13), то ток
в схеме рис. 2.15, б равняется току
в схеме рис. 2.15, в.
При практическом использовании теоремы взаимности важно иметь в виду взаимное соответствие направлений токов и ЭДС в схемах рис. 2.15, б,в.
Так, если ЭДС
источника ЭДС, находящегося в
-ветви схемы рис. 2.15, в, направлена согласно с контурным током
в схеме рис. 2.15, б, то положительное направление отсчета для тока
в схеме рис. 2.15, в будет совпадать с положительным направлением контурного тока по ветви
(
в схеме рис. 2.15, в направлена по
).
Для нелинейных цепей теорема (принцип) взаимности невыполнима. Цепи, для которых не выполняется принцип взаимности, называют необратимыми.
Пример 16. В схеме рис. 2.17 переключатели
могут находиться в первом или во втором положении. Если они находятся в положении
то в схеме включен только один источник ЭДС
Под действием ЭДС
протекают токи
Найти ток U, если все переключатели находятся в положении 2, полагая, что
.
Решение. Для определения тока
воспользуемся принципом наложения и принципом взаимности.