電路中電阻用串、并聯(lián)方法化簡為一個等效電阻。這種電路不論有多少電阻,結(jié)構(gòu)有多復(fù)雜,都能用串、并聯(lián)方法化簡為一個等效電阻的電路,稱為簡單電阻電路;但有些電路電阻與電阻的關(guān)系,既不串、也不并這種類型的電路稱為復(fù)雜電阻電路。對于這類電阻可用三角形網(wǎng)絡(luò)等效變換為星形網(wǎng)絡(luò)或星形網(wǎng)絡(luò)等效變換為三角形網(wǎng)絡(luò)的方法來分析。
一、電阻的y形與△形聯(lián)接的概念
在電路中,有時電阻的聯(lián)結(jié)即非串聯(lián)又非并聯(lián),如圖所示中,電阻 的一端都接在一個公共結(jié)點上,各自的另一端則分別接到三個端子上,我們稱此聯(lián)結(jié)方式為y形聯(lián)結(jié);電阻 則分別接在三個端子的每兩個之間,我們稱之為三角形聯(lián)結(jié)。
二、y形和△形之間的等效變換
如圖所示,設(shè)它們對應(yīng)端之間有相同電壓 如果它們彼此等效,則
對于圖中 聯(lián)結(jié)的電路,各電阻中的電流分別為
對結(jié)點1、2、3分別列kcl方程,有
(1)
而對圖 聯(lián)結(jié)的電路,根據(jù)廣義回路分別列kvl方程,有
又因
求解上述三個方程,可得出
根據(jù)等效變換的原則,式(1)和式(2)中電壓 、 和 前面的系數(shù)應(yīng)該相應(yīng)地相等,故經(jīng)整理后可得
(3)
上式就是從已知的 聯(lián)結(jié)電路的電阻來確定等效 電路的各對應(yīng)電阻的關(guān)系式。
也可整理成
(4)
可見,上式就是從已知的 聯(lián)結(jié)電路的電阻來確定等效 聯(lián)結(jié)電路的各對應(yīng)電阻的關(guān)系式。
如果電路對稱,即當(dāng)
則它們之間的變換關(guān)系為
關(guān)于電阻的 和 之間的等效變換,我們要認(rèn)真理會其含義并加以記憶,在具體變換過程中,對各等效電阻應(yīng)出現(xiàn)的位置不能搞錯。另外,由于電路圖的畫法可能不同, 和 可畫成不同的形式,我們在使用時一定要仔細加以辨別。
例題:求如圖所示中電路的等效電阻 ,其中r為3ω。
解:將聯(lián)結(jié)于結(jié)點c的三個電阻r作 變換,各等效電阻 為
變換后的電路如圖(b)所示。在圖(b)中
r與 并聯(lián)等效電阻為
所以