تحويل واي-دلتا

تحليل خطي للشبكات
العناصر
المكونات
دوائر التوالي والتوازي
تحويلات المعاوقة
مبرهنات المولد	مبرهنات الشبكة
أساليب تحليل الشبكات
Two-port parameters

تحويل واي دلتا, Y-Δ transform وتكتب Y-delta، Wye-delta، Kennelly’s delta-star transformation, star-mesh transformation, T-Π or T-pi transform، هي تقنية رياضية لتبسيط تحليل الشبكة الإلكترونية.

 Basic Y-Δ transformation

Δ and Y circuits with the labels which are used in this article.

The transformation is used to establish equivalence for networks with 3 terminals. Where three elements terminate at a common node and none are sources, the node is eliminated by transforming the impedances. For equivalence, the impedance between any pair of terminals must be the same for both networks. The equations given here are valid for real as well as complex impedances.

 Equations for the transformation from Δ-load to Y-load 3-phase circuit

The general idea is to compute the impedance خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_y} at a terminal node of the Y circuit with impedances خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R'} , خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R''} to adjacent nodes in the Δ circuit by

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_y = \frac{R'R''}{\sum R_\Delta}}

where خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_\Delta} are all impedances in the Δ circuit. This yields the specific formulae

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_1 = \frac{R_aR_b}{R_a + R_b + R_c},}

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_2 = \frac{R_bR_c}{R_a + R_b + R_c},}

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_3 = \frac{R_aR_c}{R_a + R_b + R_c}.}

 Equations for the transformation from Y-load to Δ-load 3-phase circuit

The general idea is to compute an impedance خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_\Delta} in the Δ circuit by

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_\Delta = \frac{R_P}{R_\mathrm{opposite}}}

where خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_P = R_1R_2+R_2R_3+R_3R_1} is the sum of the products of all pairs of impedances in the Y circuit and خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_\mathrm{opposite}} is the impedance of the node in the Y circuit which is opposite the edge with خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_\Delta} . The formula for the individual edges are thus

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_a = \frac{R_1R_2 + R_2R_3 + R_3R_1}{R_2},}

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_b = \frac{R_1R_2 + R_2R_3 + R_3R_1}{R_3},}

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_c = \frac{R_1R_2 + R_2R_3 + R_3R_1}{R_1}.}

 Graph theory

In graph theory, the Y-Δ transform means replacing a Y subgraph of a graph with the equivalent Δ subgraph. The transform preserves the number of edges in a graph, but not the number of vertices or the number of cycles. Two graphs are said to be Y-Δ equivalent if one can be obtained from the other by a series of Y-Δ transforms in either direction. For example, the Petersen graph family is a Y-Δ equivalence class.

 Demonstration

 Δ-load to Y-load transformation equations

Δ and Y circuits with the labels that are used in this article.

To relate {خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_a, R_b, R_c} } from Δ to {خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_1,R_2,R_3} } from Y, the impedance between two corresponding nodes is compared. The impedance in either configuration is determined as if one of the nodes is disconnected from the circuit.

The impedance between N₁ and N₂ with N₃ disconnected in Δ:

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle \begin{align} R_\Delta(N_1, N_2) &= R_b \parallel (R_a+R_c) \\ &= \frac{1}{\frac{1}{R_b}+\frac{1}{R_a+R_c}} \\ &= \frac{R_b(R_a+R_c)}{R_a+R_b+R_c}. \end{align} }

To simplify, let's call خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_T} the sum of {خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_a, R_b, R_c} }.

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_T = R_a + R_b + R_c }

Thus,

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_\Delta(N_1, N_2) = \frac{R_b(R_a+R_c)}{R_T} }

The corresponding impedance between N₁ and N₂ in Y is simple:

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_Y(N_1, N_2) = R_1 + R_2}

hence:

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_1+R_2 = \frac{R_b(R_a+R_c)}{R_T}}   (1)

Repeating for خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R(N_2,N_3)} :

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_2+R_3 = \frac{R_c(R_a+R_b)}{R_T}}   (2)

and for خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R(N_1,N_3)} :

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_1+R_3 = \frac{R_a(R_b+R_c)}{R_T}.}   (3)

From here, the values of {خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_1,R_2,R_3} } can be determined by linear combination (addition and/or subtraction).

For example, adding (1) and (3), then subtracting (2) yields

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_1+R_2+R_1+R_3-R_2-R_3 = \frac{R_b(R_a+R_c)}{R_T} + \frac{R_a(R_b+R_c)}{R_T} - \frac{R_c(R_a+R_b)}{R_T} }

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle 2R_1 = \frac{2R_bR_a}{R_T}}

thus,

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_1 = \frac{R_bR_a}{R_T}.}

where خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_T = R_a + R_b + R_c }

For completeness:

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_1 = \frac{R_bR_a}{R_T}} (4)

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_2 = \frac{R_bR_c}{R_T}} (5)

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_3 = \frac{R_aR_c}{R_T}} (6)

 Y-load to Δ-load transformation equations

Let

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_T = R_a+R_b+R_c} .

We can write the Δ to Y equations as

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_1 = \frac{R_aR_b}{R_T} }   (1)

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_2 = \frac{R_bR_c}{R_T} }   (2)

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_3 = \frac{R_aR_c}{R_T}. }   (3)

Multiplying the pairs of equations yields

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_1R_2 = \frac{R_aR_b^2R_c}{R_T^2}}   (4)

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_1R_3 = \frac{R_a^2R_bR_c}{R_T^2}}   (5)

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_2R_3 = \frac{R_aR_bR_c^2}{R_T^2}}   (6)

and the sum of these equations is

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_1R_2 + R_1R_3 + R_2R_3 = \frac{R_aR_b^2R_c + R_a^2R_bR_c + R_aR_bR_c^2}{R_T^2}}   (7)

Factor خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_aR_bR_c} from the right side, leaving $R_{T}$ in the numerator, canceling with an خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_T} in the denominator.

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_1R_2 + R_1R_3 + R_2R_3 = \frac{(R_aR_bR_c)(R_a+R_b+R_c)}{R_T^2}}

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_1R_2 + R_1R_3 + R_2R_3 = \frac{R_aR_bR_c}{R_T}} (8)

-Note the similarity between (8) and {(1),(2),(3)}

Divide (8) by (1)

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle \frac{R_1R_2 + R_1R_3 + R_2R_3}{R_1} = \frac{R_aR_bR_c}{R_T}\frac{R_T}{R_aR_b},}

خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle \frac{R_1R_2 + R_1R_3 + R_2R_3}{R_1} = R_c,}

which is the equation for خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_c} . Dividing (8) by خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_2} or خطأ رياضيات (اعرض بصيغة MathML إن أمكن (تحت التجريب): رد غير صحيح ("Math extension cannot connect to Restbase.") من الخادم "https://wikimedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle R_3} gives the other equations.

 انظر أيضا

• Analysis of resistive circuits
• Electrical network, single phase electric power, alternating-current electric power, three-phase power, polyphase systems for examples of Y and Δ connections
• AC motor for a discussion of the Y-Δ starting technique
• Nikola Tesla
• John Hopkinson
• Mikhail Dolivo-Dobrovolsky
• Charles Proteus Steinmetz

 المصادر

• William Stevenson, “Elements of Power System Analysis 3rd ed.”, McGraw Hill, New York, 1975, ISBN 0070612854

 وصلات خارجية

• Star-Triangle Conversion: Knowledge on resistive networks and resistors