互易定理的仿真.doc

互易定理的仿真一 实验目的1. 掌握互易定理的内容和适用的条件；2. 进一步加深对互易定理的理解；3. 自行拟定一个符合互易定理应用条件的电网络或按照教材中指定的电路，验证互易定理的正确性；4. 对比理论计算、实物实验，说明仿真实验的优势，并进一步阐明借助计算机进行复杂电网络辅助分析的意义。5. 掌握工程软件MATLAB/Simulink及有关模块的使用方法。二 实验内容和步骤1. 互易定理的内容：在线性无源（独立源与受控源）的网络中，当网络的激励与响应的位置互换时，同一的激励将产生相同的响应。此结论称为互易定理，也称互易性。说明了线性无源网络传输信号的双向性或可逆性。互易性是线性无源网络的一个重要性质。满足互易性的网络称为互易网络。互易定理的形式有三种，下面给出结论。互易定理形式一：在图3-3-1(a)所示的线性无任何电源的电阻网络N中，设加在输入端口1、1的为电压激励Us1，在输出端口2、2的短路导线中产生的响应电流为i2，现把电压激励Us2加在端口2、2，如图3-3-1(b)所示（注意us2的极性与i2的方向的关系），在端口1、1短路导线中产生的响应电流为（注意的方向与us1的极性的的关系)，则有： 当取us2=us1时，则有： （a） （b）图3-3-1 互易定理形式一互易定理形式二：如图3-3-2(a)所示，设加在1、1端口的电流激励Is1，而在2、2端口的响应为开路电压U2；现把电流激励Is2加在2、2端口，如图3-3-2(b)所示（注意Is2的方向与U2的极性的关系），在1、1端口的响应为开路电压（注意的极性与Is1的方向的关系），则有：图3-3-2 互易定理形式二 当取Is2=Is1时，则有：U2=互易定理形式三： 如图3-3-3(a)所示，设加在1、1端口的电流激励Is1，而在2、2端口的响应为短路电流I2；现把电压激励Us2加在2、2端口，如图3-3-3(b)所示（注意Us2的极性与I2的方向的关系）在1、1端口的开路电压（注意的极性与Is1的方向的关系），则有： 当取Us2=Is1时，则在数值上有：。 图3-3-3 互易定理形式三4. 互易定理仿真的步骤：自行拟定一个纯电阻电路，如图3-3-4所示，验证互易定理的正确性。图3-3-4 互易定理形式一的验证：（创建HYmodel1.mdl文件，参数设置参考实验一）在图3-3-5（a）中，1-1端加电压U1=10V，2-2端得电流I2=0.1667A；当把10V的电压源加到2-2端，1-1端的电流为I1=0.1667A，如图3-3-5（b）。 （a） （b）图3-3-5互易定理形式一验证的仿真模型和仿真结果互易定理形式二的验证：（创建HYmodel2.mdl文件，参数设置参考实验一）在图3-3-6（a）中，1-1端加电流I1=10A，2-2端得电压U2=5V；当把电流源变为100A，加到2-2端，则1-1端的电压为U1=50V，如图3-3-6（b）。（a） （b）图3-3-6 互易定理形式二验证的仿真模型和仿真结果互易定理形式三的验证：（创建HYmodel3.mdl文件，参数设置参考实验一）在图3-3-7（a）中，1-1端加电流I1=10A，2-2端得电流I2=0.9091A；当把电流源变为电压源，且值为10V，加到2-2端，则1-1端的电压为U1=0.9091V，如图3-3-7（b）。（a） （b）图3-3-7互易定理形式三验证的仿真模型和仿真结果5. 练习题：电路如图3-3-8所示，求： 理论分析求出互易定理的三种形式的结果。 借助工