2-4 电阻的Y形联结和△形联结的等效变换
Y形联结和△联结如下图所示:
那么,什么情况下,这两种联结方式是等效的呢?
要使两中联结方式等效,电路需满足的条件是,在对应端子间具有相同的电压时,对应端子流入的电流也分别相等。也就是说,当端子12之间的电压U23,端子23之间的电压U23,以及端子U31之间的电压分别对应相等时,i1=i'1,i2=i'2,i3=i'3.
由KCL和KVL定律得,Y形联结中:
可以解得电流为①:
对于△形联结,
由KCL得②:
由于不论电压为何值,只要对应相等,则对应端子得流入电流也相等,所以①和②中,U12,U23和U31的系数,总是对应相等,也就是说
以此类推,即可求出两种联结方式等效时得各电阻的阻值关系:
也可以写成其他形式,比如:
三式相加得:
代入
即可得到R1的表达式,同理的R2和R3:
为了便于记忆,可归纳为:
在某些情况下,为了方便计算,也可用电导表示:
这些等效变换有什么用呢?可以用来简化电路模型,例如:
上图中图a可以被替换为图b,这样就等效为可计算的混联电路。
2-5 电压源、电流源的串联和并联
电压源串联如图:
以上图a电路等效为图b电路的条件是:
需要注意的是,只有电压相等的电压源才可以并联,否则违背KVL。此时等效电路的总电压值等于任何一个电压源的电压值。
电流源并联如图:
以上图a电路等效为图b电路的条件是:
需要注意的是,只有电流大小相等的电流源才可以串联,否则违背KCL。此时的等效电路的总电流值等于任何一个电流源的电流值。