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电阻的星形联接与三角形联接的等效变换 (△—Y 变换)

2024/6/13 1:27:44发布23次查看
1. 电阻的△ ,y连接
如图所示的桥形结构电路,电路中各个电阻之间既不是串联又不是并联,而是△—y连接结构,其中 r1、r3 和 r5,r2、r4 和 r5都构成如图(a)所示的△结构(也称π形电路),而r1、r2 和 r5 ,r3、r4 和 r5 都构成如图(b)所示的y结构(也称t形电路)。
(a)△形网络
(b)y形网络
△ ,y 结构的变形:
π形电路 (△ 型)
t形电路 (y、星 型)
图示表明:三个电阻分别接在每两个端钮之间就构成△(π)形电路 。三个电阻一端共同连接于一个结点上,而电阻的另一端接到3个不同的端钮上,就构成了y(t)形电路。因此,△、y电路为三端电路,这两个电路当它们的电阻满足一定的关系时,能够相互等效变换。
2. △—y 电路的等效变换
所谓△电路等效变换为y电路,就是已知△电路中的三个电阻r12、r23和r31,通过变换公式求出y电路的三个电阻r1、 r2和r3
(a)
(b)
根据电路的等效条件,为使图(a)和图(b)两电路等效,必须满足如下端口条件:
如△电路中用电压表示电流,y电路中用电流表示电压,根据kcl和kvl得如下关系式: (1) (2)
由式(2)解得: (3)
根据等效条件,比较式(3)与式(1)的系数,得y→△电路的变换条件: 或
类似可得到由△→y电路的变换条件: 或
简记方法:
特例:若三个电阻相等(对称),则有:r△=3ry
需要注意的是:
(1)△—y 电路的等效变换属于多端子电路的等效,在应用中,除了正确使用电阻变换公式计算各电阻值外,还必须正确连接各对应端子。
(2)等效是对外部(端钮以外)电路有效,对内不成立。
(3)等效电路与外部电路无关。
(4)等效变换用于简化电路,因此注意不要把本是串并联的问题看作△、y 结构进行等效变换,那样会使问题的计算更复杂。
例: 求图示桥t电路中电压源中的电流,其中e=13v,r=2kω。
解:利用电阻电路的d-y变换,把图中虚线框内的d联接的三个1kω电阻变换成y联接,如图(a)所示,求得等效电阻为:
所以
(a)
本题也可以把图(b)中虚线框内y联接的三个1kω电阻变换成d联接,如图(c)所示。
(b)
(c)
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