電阻電路的等效變換
“等效變換”在電路理論中是很重要的概念，電路等效變換的方法是電路問題分析中經常使用的方法。
基本介紹
- 中文名：等效電流
- 外文名：equivalent current
- 領域：物理學
- 套用：電路問題分析
- 釋義：電阻電路的等效變換
簡介,Sq等效電流在太陽活動周中的分析,數據及分析方法,結果分析,地磁場等效電流體系關係,變化磁場的等效電流內外源分離原理和方法,數據來源,震例分析,
簡介
所謂兩個電路是互為等效的是指
（2）代換的效果是不改變外電路（或電路中未被代換的部分）中的電壓、電流和功率。
由此得出電路等效變換的條件是相互代換的兩部分電路具有相同的伏安特性。等效的對象是外接電路（或電路未變化部分）中的電壓、電流和功率。等效變換的目的是簡化電路，方便地求出需要求的結果。
計算方法
交流電流在單位時間發熱量等於直流在單位時間的發熱量，這時的直流就是這個交流的等效電流。
Sq等效電流在太陽活動周中的分析
Sq內外源等效電流強度與太陽黑子的變化具有較高的相關性和一致性，內外源等效電流強度在太陽活動高年期間明顯大於其在太陽活動的上升年和下降年期間的強度；Sq內外源等效電流焦點的緯度變化與太陽活動沒有顯著的一致性；Sq內外源等效電流強度的季節效應在太陽活動的高年 和低年具有顯著的差別，太陽活動高年期間等效電流強度在分點季節最大，而在其他年份南北半球的等效電流強度都是在各自半球的夏季達到最大。
數據及分析方法
利用地磁台站數據反演Sq內外源等效電流體系，所使用的分析方法為球諧分析。在一級近似的條件下，太陽靜日Sq電流體系的結構在太陽同步坐標系中可以看成是穩定的。地面台站觀測到的日變化就是在這個電流系 下地球自轉的結果，時間變化反映著電流系的經度效應，因此可以認為經度坐標系和時間坐標系可以互換 （Campbell et al．，1993；Campbell，1997）。如果有足夠數量的地磁台站分布在不同緯度上， 就可以由每個地磁台的傅立葉係數求出內外源場係數 （徐文耀，2009）。這些近似是在用球諧分析方法反 Sq等效電流體系中一個重要的前提。
結果分析
套用球諧分析的方法對第23太陽周1996年至2006年11年間每月的Sq內 外源等效電流進行了反演。Sq外源等效電流在南北半球形成了兩個方向相反的電流渦。北半球電流沿逆時針方向流動，南半球電流 沿順時針方向流動。同時，南北半球兩個電流渦位形隨季節也發生著相對變化。南北半球電流渦焦點（電流強度最大值的中心位置）基本位於12LT時前後，而在不同季節焦點位置在地方時上的分布也存在著些差異。在3月，Sq在南北半球基本呈現均勻對稱的分布，焦點位置位於12LT時。之後，南北半球兩個電流渦發生了位移，北半球電流渦的焦點逐漸向午前移動，南半球電流渦的焦點逐漸向午後移動，形成了午前午後的不對稱現象。這種不對稱現象在8月份達到了最大，北半球電流渦焦點位於11LT時左右，南半球電流渦焦點位於13LT時左右。8月之後，北半球電流渦向午後移動 ，南半球電流渦向午前移動 ，並在10月再次達到對稱分布。而在11月，南北半球電流渦又出現了明顯的不對稱分布。北半球電流渦焦點大約位於11∶30LT時，南半 球電流渦焦點大約位於12∶30LT時。與外源等效電流相似，內源等效電流在位形上也表現出明顯的季節變 化。內源等效電流的方向與外源等效電流的方向相反，其強度比外源等效電流約小一半。外源等效電流中，北半球電流強度最大值出現於8月份，約為285kA，最小值出現於1月 份，約為 157kA；南半球電流強度最大值出現於11月份，約為240kA，最小值出現於6月份，約為133kA。內源等效電流中，北半球電流強度最大值出現於8月 份，約為 153kA，最小值出現於1月份，約為63kA；南半球電流強度最大值出現 在11月份，約為 146kA，最小值出現於6月份，約為77kA。
內外源等效電流強度除了與太陽黑子的變化在整體上存在明顯的一致性外，還具有明顯的季節效應。地磁學中通常採用勞埃德季節來進行季節性變化分析，可以看出內外源等效電流焦點緯度的季節效應在太陽活動高年與在上升年和下降年期間沒有表現出顯著的差異。對於外源等效電流，其焦點的緯度在北半球呈現出夏至點高、冬 至點低的總體特徵；在南半球則是夏至點低、冬至點高．而對於內源等效電流，每一年中焦點緯度的季節變化沒 有外源等效電流表現的明顯。
地磁場等效電流體系關係
利用地磁內外源場分離的方法，反演得到了1997年11月8日瑪尼地震和1998年1月10日張北地震前地下和空間等效電流體系的演化圖象，並分析了地磁低點位移出現前後等效電流體系變化特徵。結果表明，內、外場等效電流體系的變化與地震“低點 位移”異常現象有著內在的聯繫，等效電流體系變化可能是地磁低點位移異常現象產生的原因之 一 。隨著地磁台 站的加密建設，勢必可以得到更為精確的地磁場等效電流體系的演化特徵，更有利於地震預測。
變化磁場的等效電流內外源分離原理和方法
分離地磁內、外源場，並反演地磁內、外源場等效電流體系。
1)選取中國地區地磁台小時值數據，對每一台站的數據進行FFT變換，每一台站每一地磁分量一天具有24個數據，可以得到每個台站的正弦和餘弦係數Xa，Ya，Za， Xb，Yb和 Zb 。其中X，Y，Z代表地磁三分量；a和b分別代表正弦和餘弦。
2)由於這些台站分布在北緯 18.5°—50°的區域 ， 因此正弦和餘弦係數Xa，Ya，Za，Xb，Yb和Zb也分布在這一區域。而用球諧分析時，則需要分布在全球的正弦和餘弦係數，所以將北緯18.5°—50°的區域以外緯度的正弦和餘弦係數全部補0。用地方時數據代替經度上的數據，即每一台站每一分量24個正弦(餘弦)係數分布在均勻的相差15°的經線上。
3)對正弦和餘弦係數Xa，Ya，Za，Xb，Yb和Zb通過3次樣條函式進行平滑處理，得到緯度在 -89.5°—89.5°間隔0.5°的連續正弦和餘弦係數Xa，Ya，Za，Xb，Yb和Zb。這樣就得到了緯度在 -89.5°—89.5°間隔0.5°，經度上間隔15°的均勻格線點。
太陽同步坐標系下， 靜日Sq電流體系的結構可以一級近似地認為是穩定的。地面台站觀測到的日變化就是在這個電流系下地球自轉的結果， 時間變化反映著電流系的經度效應。Campbell(1997)的切片方法就是在這樣的假設下，認為經度坐標系和時間坐標系可以互換。當分析一條緯度鏈數據時，可以用地方時來代替經度(Campbell et al，1993)。電流圖的橫坐標為北京地方時。
數據來源
選取中國大陸37個地磁台地磁場垂直分量的小時值數據資料，進行地磁內外場分離和等效電流體系計算。
震例分析
1、1997年11月8日瑪尼7.5級地震前出現地磁低點位移異常
1997年11月8日瑪尼7.5級大震前，於1997年10月11 日出現地磁低點位移。磁場突變分界線經過7.5級大震震中地區 。比較1997年10月5 —12日內源場電流體系變化發現，10月11日之前的10月9 日、10日，以及之後的10月12日的內源場電流體系的形態非常相似。以10月5日為例，中國大陸上空外源場等效電流體系有兩個正的電流渦，其中一個高緯區電流渦的焦點出現於北緯20°—25°，另外一個中緯區電流渦的焦點處於45°—50°之間 。
而10月11日的電流體系圖則上述幾日明顯不同，表現為：①高緯區電流渦的焦點向高緯地區偏移，低緯區電流渦的焦點向低緯地區偏移；②低緯區電流渦出現的時間比其它幾日明顯提前；③在其它幾日低緯區正電流渦的位置出現了負電流渦。
2、1998年1月10日張北6.2級地震前出現地磁低點位移異常
1998年1月10日河北張北6.2級地震前，1997年12月18日沿張家口 —渤海地震帶出現地磁低點位移。從1997 年12月12 日開始，每天的圖象均在低緯地區存在一個正電流渦，焦點位於北緯20°左右。隨著時間的推移，渦的位置逐漸南移。12月17在高緯地區出現小的電流渦，18日低緯區的電流渦移到北緯20°以南，同時高緯區渦的強度達到最大。19日開始北移， 低緯區電流渦重新出現，高緯區電流渦強度減小，內源場電流體系恢復至低點位移出現前一天(12月17日)的狀態。
從1997年12月12 —16日中國大陸上空外源場電流體系存在一個正的電流渦，渦的焦點處於北緯30°—40°左右。而17日電流渦明顯南移，並且在高緯區出現了負的電流渦。18日出現地磁低點位移當天，電流渦南移到緯度最低。19日基本維持17 —18日狀態。
