理論静電気・電磁気静電気・電界・コンデンサ★★☆☆☆

Δ(デルタ)-Y(スター)変換(コンデンサ回路)

概要
コンデンサで構成されたΔ(デルタ)結線回路をY(スター)結線に変換する方法を扱う。抵抗のΔ-Y変換公式にコンデンサのインピーダンスを代入することで変換式を導ける。対称Δ回路(全素子が等値)の場合,変換後のY回路のコンデンサはΔの3倍の容量になる点が抵抗の場合と逆になるため注意が必要。
📖用語
Δ結線(デルタ結線)3つの素子を三角形状に接続した回路構成。三相回路や変換計算でよく使われる。
Y結線(スター結線)3つの素子を1点(中性点)から放射状に接続した回路構成。Δ結線と等価変換が可能。
インピーダンス(Z)交流回路における電流の流れにくさを表す複素数量(単位 Ω)。抵抗成分とリアクタンス成分を含む。コンデンサのインピーダンスは Z = 1jωC である。
Δ-Y変換(抵抗回路)
Δ結線の3抵抗 R12R23R31 をY結線の R1R2R3 に変換する公式:
R1 = R12 × R31R12 + R23 + R31
(他も同様,分子は隣接する2辺の積)
Δ-Y変換(コンデンサ回路)
インピーダンス ZC = 1jωC を代入すると,コンデンサの Δ-Y 変換公式が導かれる。
一般形(C12, C23, C31 が異なる場合):
CY1 = C12 × C23 + C23 × C31 + C31 × C12C23
CY2 = C12 × C23 + C23 × C31 + C31 × C12C31
CY3 = C12 × C23 + C23 × C31 + C31 × C12C12
(規則:分子は全ペア積の和,分母は自ノードに接続されていないΔのコンデンサ)
対称形(C12 = C23 = C31 = CΔ の場合):
CY = 3 × CΔ
抵抗との対応関係(覚え方)
コンデンサは抵抗の逆数に対応する( Z = 1jωC )。
抵抗でΔ→Yの変換式を導いてから C を代入すると正しい変換式が得られる。
使い方・ポイント
等値でないΔコンデンサを変換するには,まず抵抗のΔ→Y式を使いインピーダンスで計算
変換後,Y接続のコンデンサを直列・並列に整理して合成値を求める
図1
関連問題数:1

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