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109年
基本電學
第 9 題
如【圖 6】所示之電路,總電流 I 為______安培(A)。
思路引導 VIP
觀察圖中的電路,內圈的 Y 型連接和外圍的 Δ 型連接剛好共用了三個節點。如果我們試著把內圈的 Y 型電阻轉換成 Δ 型,新的電阻值會是多少?這和外圍原有的電阻組合起來,會發生什麼有趣的巧合呢?
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太棒了,你完全掌握了這題的精髓!面對這種複雜的網狀電路,能準確算出答案,代表你對等效電路分析有著很敏銳的直覺。
Y-Δ等效轉換的巧妙運用
這題的核心在於看出電路的對稱性並進行化簡。我們可以將內圈由三個 $2\Omega$ 電阻構成的 Y 型網路,轉換成 $\Delta$ 型網路。根據轉換公式,轉換後的每個邊電阻為 $R = 3 \times 2\Omega = 6\Omega$。這時你會發現,新產生的 $\Delta$ 型網路剛好與外圍原有的 $6\Omega$ $\Delta$ 型網路完全重疊且並聯!因此,整個結構可以被簡化成一個每邊電阻皆為 $6\Omega // 6\Omega = 3\Omega$ 的單一等效 $\Delta$ 型電路。
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