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2.1 电阻的连接及其等效变换
一.电阻串联及其等效变换

图2.1电阻串联及其等效电路

如图2.1电路所示,多个电阻顺序相连,流过同一电流的连接方式,称之为电阻串联。电阻串联时电路具有以下特点:

(1)所有电阻流过同一电流。

(2)由可知,,其中

   (2.1)

称之为电阻串联的等效电阻,它等于所有串联电阻之和。其等效电路如图2.1所示。

(3)所有电阻消耗的总功率:

   (2.2)

即所有电阻消耗的总功率等于各个电阻消耗的功率之和。

(4)电阻分压公式:

   (2.3)

二.电阻并联及其等效变换

图2.2电阻并联及其等效电路

如图2.2电路所示,多个电阻首端相连、末端相连,施加同一电压的连接方式,称之为电阻并联。电阻并联时电路具有以下特点:

(1)所有电阻施加同一电压。

(2)由可知,,其中

   (2.4)

称之为电阻并联的等效电导,它等于所有并联的电导之和。其等效电路如图2.2所示。

(3)所有电阻消耗的总功率:

   (2.5)

即所有电阻消耗的总功率等于各个电阻消耗的功率之和。

(4)电阻分流公式:

   (2.6)

三.电阻的混联及其等效变换

多个电阻部分串联、部分并联的联接方式称为混联。混联时应该用电阻的串、并联特点逐步化简。

例2.1如图2.3所示电路,求其等效电路。

图2.3

解:图2.3中电阻是并联,是串联,然后两者再串联。则

其等效电阻

其等效电路如图2.3所示。


四.电阻的Y型及△联接及其等效变换

具有三个引出端且内部无任何电源(独立源与受控源)的电路,称为无源三端电路。图2.4即为两个无源三端电路,其中图称为Y型联接(也称星型联接或T型联接);图称为联接(也称三角形联接或,用型联接)。

在电路分析中可把这两种无源三端电路进行相互等效变换,其等效变换的条件是对应节点上的端电流相等,即;相应两节点的电压相等,即

下面推到它们两者相互等效交换的公式。

图2.4无源三端电路

对于图2.4电路有

   (2.7)


对式(2.7)求解,得

   (2.8)


对于图2.4电路有


           (2.9)


根据等效变换,应有,故式(2.8)和式(2.9)应相等,且对应项的系数也应相等。于是得

   (2.10)

式(2.10)即为由已知的星形联接求等效三角形联接的公式。

时,则有

   (2.11)

由式(2.10)可解得

(2.12)

式(2.12)即为由已知的三角形联接求等效星形联接的公式。

时,则有

   (2.13)

例2.2求图2.5所示电路的等效电阻

(1)                    (2)

图2.5

解:通过同一电流的元件为串联;两端为同一电压的元件为并联;无电流通过的元件可开路;电位相同的节点可短路。因此

(1)

(2)

例2.3求图2.6所示电路的等效电阻

图2.6

解:在图2.6所示电路中,很显然三个的电阻是Y型联接的,可将其转换成△联接,如图2.6所示。则