Cuadripolos elementales y sus matrices asociadas

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Por Mariano Llamedo Soria

Resumen

En este documento se presentan algunas de las capacidades que posee el módulo PyTC2 para operar con cuadripolos. Se muestran ejemplos de cómo definir redes y sus modelos Z, Y y \(T_{ABCD}\) asociados, como también algunas redes que implementan dichos modelos.

Introducción

A lo largo del curso se presentó una metodología sistemática para arribar a una función transferencia \(T(s)\) a partir de restricciones de la función de módulo \(\vert T(j\omega) \vert \) o retardo \( \tau(\omega) \). Si bien en primera instancia arribamos a una \(T_{LP}(s)\) pasabajos, es posible mediante núcleos de transformación el pasaje a otro tipo de transferencias (pasa-alto, pasabanda, etc).

# Ahora importamos las funciones de PyTC2

from pytc2.dibujar import dibujar_Pi, dibujar_Tee, dibujar_lattice
from pytc2.general import print_latex, print_subtitle, a_equal_b_latex_s
import sympy as sp
from IPython.display import display,  Markdown

Impedancia serie

La matriz de parámetros Z para un cuadripolo constituido por una impedancia en serie no está definida. Esto se debe a que bajo las condiciones de medición de corriente nula (circuito abierto), ninguno de los parámetros \(Z_{ii}\) está definido. Sin embargo, sí se puede calcular la matriz de parámetros Y

\[\begin{split} Y_Z = \begin{pmatrix} \frac{1}{Z} & -\frac{1}{Z} \\ -\frac{1}{Z} & \frac{1}{Z} \\ \end{pmatrix} = \frac{1}{Z} . \begin{pmatrix} 1 & -1 \\ -1 & 1 \\ \end{pmatrix} \end{split}\]

Veremos cómo podemos proceder para el análisis simbólico.

# Definimos la matriz Yz

Y, Z = sp.symbols('Y, Z', complex=True)

Yz = 1/Z * sp.Matrix([[1, -1], [-1, 1]])

print_subtitle('Impedancia en serie')
print_latex(a_equal_b_latex_s('Y_Z', Yz))

print_subtitle('Red equivalente')
dibujar_Pi(Yz)

Impedancia en serie

\[\begin{split}\displaystyle Y_Z=\left[\begin{matrix}\frac{1}{Z} & - \frac{1}{Z}\\- \frac{1}{Z} & \frac{1}{Z}\end{matrix}\right]\end{split}\]

Red equivalente

../_images/a01bcb809dc4677496e0a5ebc49c2a94bd6a270824d5ce02c4d324b5de2690fd.svg

Admitancia (Y) en derivación

La matriz de parámetros Y para un cuadripolo constituido por una admitancia en derivación no existe, dado que para las condiciones de medición de tensión nula, ninguno de los parámetros está definido. Sería la condición dual de la Z-serie para los parámetros Z. Es decir que la matríz Z de la Y-en-derivación será

\[\begin{split} Z_Y = \begin{pmatrix} \frac{1}{Y} & \frac{1}{Y} \\ \frac{1}{Y} & \frac{1}{Y} \\ \end{pmatrix} = \frac{1}{Y} . \begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 1 & 1 \\ \end{pmatrix} \end{split}\]
# Definimos la matriz Yz

Zy = 1/Y * sp.Matrix([[1, 1], [1, 1]])

print_subtitle('Admitancia en derivación')
print_latex(a_equal_b_latex_s('Z_Y', Zy))

print_subtitle('Red equivalente')
dibujar_Tee(Zy)

Admitancia en derivación

\[\begin{split}\displaystyle Z_Y=\left[\begin{matrix}\frac{1}{Y} & \frac{1}{Y}\\\frac{1}{Y} & \frac{1}{Y}\end{matrix}\right]\end{split}\]

Red equivalente

../_images/478cd867539276260f77e35c0b47763b0ff8f040e45f5292bb7a2de4eeea8335.svg

Redes Pi y T (Tee)

La red T, o Tee por su denominación en inglés, está naturalmente asociada a los parámetros Z de cuadripolo, mientras que la Pi (\(\pi\)) se asocia a los parámetros Y.

\[\begin{split} Z_T = \begin{pmatrix} Z_a + Z_b & Z_b \\ Z_b & Z_c + Z_b \\ \end{pmatrix} \end{split}\]
Za, Zb, Zc = sp.symbols('Za, Zb, Zc', complex=True)

Zt = sp.Matrix([[Za+Zb, Zb], [Zb, Zc+Zb]])

print_subtitle('Red Tee')
print_latex(a_equal_b_latex_s('Z_T', Zt))
print_subtitle('Red equivalente')
dibujar_Tee(Zt)

Red Tee

\[\begin{split}\displaystyle Z_T=\left[\begin{matrix}Za + Zb & Zb\\Zb & Zb + Zc\end{matrix}\right]\end{split}\]

Red equivalente

../_images/c6f80386f32ba858ff6a3ece44e6ecdf8f7d809187c0f7889abe543b26f7bd1a.svg

del mismo modo la red pi

\[\begin{split} Y_{\pi} = \begin{pmatrix} Y_a + Y_b & -Y_b \\ -Y_b & Y_c + Y_b \\ \end{pmatrix} \end{split}\]
Ya, Yb, Yc = sp.symbols('Ya, Yb, Yc', complex=True)

Ypi = sp.Matrix([[Ya+Yb, -Yb], [-Yb, Yc+Yb]])

print_subtitle('Red Pi')
print_latex(a_equal_b_latex_s('Y_{\pi}', Ypi))

print_subtitle('Red equivalente')
dibujar_Pi(Ypi)

Red Pi

\[\begin{split}\displaystyle Y_{\pi}=\left[\begin{matrix}Ya + Yb & - Yb\\- Yb & Yb + Yc\end{matrix}\right]\end{split}\]

Red equivalente

../_images/0be846dbe1f1a07997af2d2c996e71c02736a5c6943d20d517fd6d495e81d3ad.svg

Conversión de parámetros de cuadripolos

Los modelos de cuadripolos pueden convertirse mediante álgebra convencional, respetando las condiciones de medición de cada parámetro. En los siguientes ejemplos se muestran las funciones que permiten la conversión de parámetros de cuadripolo

from pytc2.cuadripolos import Z2Tabcd_s, Y2Tabcd_s, Tabcd2Z_s, Tabcd2Y_s

display(Markdown('## Conversión Z - Y'))

print_subtitle('Red Tee original')

print_latex(a_equal_b_latex_s('Z_T', Zt))

dibujar_Tee(Zt)

print_subtitle('Conversión a Pi ([T. Kennelly](https://es.wikipedia.org/wiki/Teorema_de_Kennelly))')

print_latex(a_equal_b_latex_s('Y_T', Zt**-1))

print_subtitle('Red equivalente')

Yt_a, Yt_b, Yt_c = dibujar_Pi(Zt**-1, return_components = True)

display(Markdown('para mayor claridad, si se trabaja un poco más las expresiones de los componentes quedan'))

print_latex(a_equal_b_latex_s('Y_{At}', sp.simplify(sp.expand(Yt_a)) ))

print_latex(a_equal_b_latex_s('Y_{Bt}', sp.simplify(sp.expand(Yt_b)) ))

print_latex(a_equal_b_latex_s('Y_{Ct}', sp.simplify(sp.expand(Yt_c)) ))

Conversión Z - Y

Red Tee original

\[\begin{split}\displaystyle Z_T=\left[\begin{matrix}Za + Zb & Zb\\Zb & Zb + Zc\end{matrix}\right]\end{split}\]
../_images/a9a64511091250ee62e0fd4516c4c48e7e43c6e0f70415dac228892fa78415d7.svg

Conversión a Pi (T. Kennelly)

\[\begin{split}\displaystyle Y_T=\left[\begin{matrix}\frac{Zb + Zc}{Za Zb + Za Zc + Zb Zc} & - \frac{Zb}{Za Zb + Za Zc + Zb Zc}\\- \frac{Zb}{Za Zb + Za Zc + Zb Zc} & \frac{Za + Zb}{Za Zb + Za Zc + Zb Zc}\end{matrix}\right]\end{split}\]

Red equivalente

../_images/e65d34e5b730da52121a6329440bcb45b28914fd258a8d70b31a2d6caaba4e44.svg

para mayor claridad, si se trabaja un poco más las expresiones de los componentes quedan

\[\displaystyle Y_{At}=\frac{Zc}{Za Zb + Za Zc + Zb Zc}\]
\[\displaystyle Y_{Bt}=\frac{Zb}{Za Zb + Za Zc + Zb Zc}\]
\[\displaystyle Y_{Ct}=\frac{Za}{Za Zb + Za Zc + Zb Zc}\]
display(Markdown('## Conversión Y - Z'))

print_subtitle('Red Pi original')

print_latex(a_equal_b_latex_s('Y_{\pi}', Ypi))

dibujar_Pi(Ypi)

print_subtitle('Conversión a Tee (T. Kennelly)')

Zpi = Ypi**-1
print_latex(a_equal_b_latex_s('Z_{\pi}', Zpi))

print_subtitle('Red equivalente')

Zpi_a, Zpi_b, Zpi_c = dibujar_Tee(Zpi, return_components = True)

display(Markdown('para mayor claridad, si se trabaja un poco más las expresiones de los componentes quedan'))

print_latex(a_equal_b_latex_s('Z_{A\pi}', sp.simplify(sp.expand(Zpi_a)) ))

print_latex(a_equal_b_latex_s('Z_{B\pi}', sp.simplify(sp.expand(Zpi_b)) ))

print_latex(a_equal_b_latex_s('Z_{C\pi}', sp.simplify(sp.expand(Zpi_c)) ))


display(Markdown('la similitud en las expresiones es evidente:'))


print_latex( '$' + a_equal_b_latex_s('Y_{At}', sp.simplify(sp.expand(Yt_a)))[1:-1]  
                 + ' \qquad ' + 
                   a_equal_b_latex_s('Z_{A\pi}', sp.simplify(sp.expand(Zpi_a)))[1:-1] 
             + '$')

print_latex( '$' + a_equal_b_latex_s('Y_{Bt}', sp.simplify(sp.expand(Yt_b)))[1:-1]  
                 + ' \qquad ' + 
                   a_equal_b_latex_s('Z_{B\pi}', sp.simplify(sp.expand(Zpi_b)))[1:-1] 
             + '$')

print_latex( '$' + a_equal_b_latex_s('Y_{Ct}', sp.simplify(sp.expand(Yt_c)))[1:-1]  
                 + ' \qquad ' + 
                   a_equal_b_latex_s('Z_{C\pi}', sp.simplify(sp.expand(Zpi_c)))[1:-1] 
             + '$')

Conversión Y - Z

Red Pi original

\[\begin{split}\displaystyle Y_{\pi}=\left[\begin{matrix}Ya + Yb & - Yb\\- Yb & Yb + Yc\end{matrix}\right]\end{split}\]
../_images/2aacbe4c36127068d333bcd98c4f32814fa7688d5f07ae556139b11eab117639.svg

Conversión a Tee (T. Kennelly)

\[\begin{split}\displaystyle Z_{\pi}=\left[\begin{matrix}\frac{Yb + Yc}{Ya Yb + Ya Yc + Yb Yc} & \frac{Yb}{Ya Yb + Ya Yc + Yb Yc}\\\frac{Yb}{Ya Yb + Ya Yc + Yb Yc} & \frac{Ya + Yb}{Ya Yb + Ya Yc + Yb Yc}\end{matrix}\right]\end{split}\]

Red equivalente

../_images/416b0c83c7534bc1fb86e4c2150590b1f44f8886c16bdeff9a64695c65f1f5ee.svg

para mayor claridad, si se trabaja un poco más las expresiones de los componentes quedan

\[\displaystyle Z_{A\pi}=\frac{Yc}{Ya Yb + Ya Yc + Yb Yc}\]
\[\displaystyle Z_{B\pi}=\frac{Yb}{Ya Yb + Ya Yc + Yb Yc}\]
\[\displaystyle Z_{C\pi}=\frac{Ya}{Ya Yb + Ya Yc + Yb Yc}\]

la similitud en las expresiones es evidente:

\[\displaystyle Y_{At}=\frac{Zc}{Za Zb + Za Zc + Zb Zc} \qquad Z_{A\pi}=\frac{Yc}{Ya Yb + Ya Yc + Yb Yc}\]
\[\displaystyle Y_{Bt}=\frac{Zb}{Za Zb + Za Zc + Zb Zc} \qquad Z_{B\pi}=\frac{Yb}{Ya Yb + Ya Yc + Yb Yc}\]
\[\displaystyle Y_{Ct}=\frac{Za}{Za Zb + Za Zc + Zb Zc} \qquad Z_{C\pi}=\frac{Ya}{Ya Yb + Ya Yc + Yb Yc}\]
display(Markdown('## Conversión Z/Y a $T_{ABCD}$'))

print_subtitle('Redes sencillas Z-serie Y-derivación')

display(Markdown('Tomamos como referencia las matrices $Y_Z$ y $Z_Y$ definidas más arriba, luego su matriz $T_{ABCD}$ será para la Y-derivación'))

print_latex(a_equal_b_latex_s('Y_Z', Yz ))
print_latex(a_equal_b_latex_s('T_Z', Y2Tabcd_s(Yz)))

display(Markdown('mientras que para la Z-serie '))

print_latex(a_equal_b_latex_s('Z_Y', Zy ))
print_latex(a_equal_b_latex_s('T_Y', Z2Tabcd_s(Zy)))

Conversión Z/Y a $T_{ABCD}$

Redes sencillas Z-serie Y-derivación

Tomamos como referencia las matrices $Y_Z$ y $Z_Y$ definidas más arriba, luego su matriz $T_{ABCD}$ será para la Y-derivación

\[\begin{split}\displaystyle Y_Z=\left[\begin{matrix}\frac{1}{Z} & - \frac{1}{Z}\\- \frac{1}{Z} & \frac{1}{Z}\end{matrix}\right]\end{split}\]
\[\begin{split}\displaystyle T_Z=\left[\begin{matrix}1 & Z\\0 & 1\end{matrix}\right]\end{split}\]

mientras que para la Z-serie

\[\begin{split}\displaystyle Z_Y=\left[\begin{matrix}\frac{1}{Y} & \frac{1}{Y}\\\frac{1}{Y} & \frac{1}{Y}\end{matrix}\right]\end{split}\]
\[\begin{split}\displaystyle T_Y=\left[\begin{matrix}1 & 0\\Y & 1\end{matrix}\right]\end{split}\]

Dado que se trata de redes elementales, que mediante interconexión podrían conformar redes de complejidad arbitrariamente grande, existen otras formas más directas de definirlas

from pytc2.cuadripolos import TabcdZ_s, TabcdY_s, TabcdLYZ_s, TabcdLZY_s

display(Markdown('## Generación de matrices T de redes elementales (Z, Y, L)'))

print_subtitle('Z-serie')

print_latex(a_equal_b_latex_s('T_Z', TabcdZ_s(Za)))

print_subtitle('Y-derivación')

print_latex(a_equal_b_latex_s('T_Y', TabcdY_s(Ya)))

print_subtitle('Red L (Y-Z)')

TLyz = TabcdLYZ_s(Ya,Za)

print_latex(a_equal_b_latex_s('T_{Lyz}', TLyz ))

display(Markdown('por supuesto que se podría convertir la matriz T a Z y representar la red L'))

ZLyz = Tabcd2Z_s(TLyz)

print_latex(a_equal_b_latex_s('Z_{Lyz}', ZLyz ))

dibujar_Tee(ZLyz)

display(Markdown('aunque no es la única manera de lograrlo, por ejemplo convirtiendo a Pi mediante la matriz Y'))

YLyz = Tabcd2Y_s(TLyz)

print_latex(a_equal_b_latex_s('Y_{Lyz}', YLyz ))

dibujar_Pi(YLyz)

Generación de matrices T de redes elementales (Z, Y, L)

Z-serie

\[\begin{split}\displaystyle T_Z=\left[\begin{matrix}1 & Za\\0 & 1\end{matrix}\right]\end{split}\]

Y-derivación

\[\begin{split}\displaystyle T_Y=\left[\begin{matrix}1 & 0\\Ya & 1\end{matrix}\right]\end{split}\]

Red L (Y-Z)

\[\begin{split}\displaystyle T_{Lyz}=\left[\begin{matrix}1 & Za\\Ya & Ya Za + 1\end{matrix}\right]\end{split}\]

por supuesto que se podría convertir la matriz T a Z y representar la red L

\[\begin{split}\displaystyle Z_{Lyz}=\left[\begin{matrix}\frac{1}{Ya} & \frac{1}{Ya}\\\frac{1}{Ya} & Za + \frac{1}{Ya}\end{matrix}\right]\end{split}\]
../_images/6f11579c26ce0552351db9d6f9df2c137b1f11f006e517388679d46f35491ade.svg

aunque no es la única manera de lograrlo, por ejemplo convirtiendo a Pi mediante la matriz Y

\[\begin{split}\displaystyle Y_{Lyz}=\left[\begin{matrix}Ya + \frac{1}{Za} & - \frac{1}{Za}\\- \frac{1}{Za} & \frac{1}{Za}\end{matrix}\right]\end{split}\]
../_images/fd097893517e2afd932a86ff98f07a507fc891639e94100735f318dd5480e6cf.svg
print_subtitle('Red L invertida (Z-Y)')

TLzy = TabcdLZY_s(Za,Ya)

print_latex(a_equal_b_latex_s('T_{Lzy}', TLzy ))

display(Markdown('convirtiendo a Z se obtiene'))

ZLzy = Tabcd2Z_s(TLzy)

print_latex(a_equal_b_latex_s('Z_{Lzy}', ZLzy ))

dibujar_Tee(ZLzy)

Red L invertida (Z-Y)

\[\begin{split}\displaystyle T_{Lzy}=\left[\begin{matrix}Ya Za + 1 & Za\\Ya & 1\end{matrix}\right]\end{split}\]

convirtiendo a Z se obtiene

\[\begin{split}\displaystyle Z_{Lzy}=\left[\begin{matrix}Za + \frac{1}{Ya} & \frac{1}{Ya}\\\frac{1}{Ya} & \frac{1}{Ya}\end{matrix}\right]\end{split}\]
../_images/db97003e65a190b56b677209084a520bf1d3ac61e9433a6ddfe41f56105624f0.svg

Interconexión de cuadripolos

Una vez que la red se encuentra modelizada por algún juego de parámetros (Z, Y, \(T_{ABCD}\), etc.) se puede proceder a la interconexión mediante las operaciones básicas del álgebra matricial:

  • Conexión en cascada. Equivale a la multiplicación matricial de matrices \(T_{ABCD}\).

  • Conexión en serie. Suma de matrices Z.

  • Conexión en paralelo. Suma de matrices Y.

Presentaremos algunos ejemplos para hallar los modelos de redes más complejas, a partir del conocimiento de las redes elementales y el concepto de interconexión.

from pytc2.dibujar import dibujar_puerto_salida, dibujar_puerto_entrada
from schemdraw import Drawing
from schemdraw.elements import ResistorIEC, Line, Resistor, Capacitor

print_subtitle('Red T puenteada (bridged tee)')

Zd, Ze, Zf = sp.symbols('Zd, Ze, Zf', complex=True)

Ttp = Y2Tabcd_s( Tabcd2Y_s(TabcdZ_s(1/Zd)) + Zt**-1 )

# dibujamos la red T-puenteada
with Drawing() as d:
    d.config(fontsize=16, unit=4)
    d = dibujar_puerto_entrada(d, port_name = '' )
    d.push()
    d += (line_start_aux := Line().length(d.unit*.4).up())
    d.pop()
    d += ResistorIEC().right().label('Za').dot().idot()
    d.push()
    d += ResistorIEC().right().label('Zc').dot()
    d.push()
    d += (line_end_aux := Line().length(d.unit*.4).up())
    d.pop()
    d = dibujar_puerto_salida(d, port_name = '' )
    d.pop()
    d += ResistorIEC().down().label('Zb').dot()
    y_down  = d.here[1]
    d += Line().endpoints( [line_start_aux.end[0], y_down ], [line_end_aux.end[0], y_down ])
    d += ResistorIEC().down().label('Zd').endpoints(line_start_aux.end, line_end_aux.end)

print_subtitle('Matrix $T_{ABCD}$')

print_latex(a_equal_b_latex_s('T_{TP}', Ttp ))

Red T puenteada (bridged tee)

../_images/6f686c77abb36135fa1d69462f9674d73bf7a40fb7772092642d0a60ead4607b.svg

Matrix $T_{ABCD}$

\[\begin{split}\displaystyle T_{TP}=\left[\begin{matrix}\frac{Za Zb Zd + Za Zc Zd + Za + Zb Zc Zd + Zb}{Za Zb Zd + Za Zc Zd + Zb Zc Zd + Zb} & \frac{Za Zb + Za Zc + Zb Zc}{Zb + Zd \left(Za Zb + Za Zc + Zb Zc\right)}\\\frac{Za Zd + Zc Zd + 1}{Zb + Zd \left(Za Zb + Za Zc + Zb Zc\right)} & \frac{Za Zb Zd + Za Zc Zd + Za + Zb Zc Zd + Zb}{Za Zb Zd + Za Zc Zd + Zb Zc Zd + Zb}\end{matrix}\right]\end{split}\]
print_subtitle('Red doble T (twin tee - notch RC)')

Zt2 = sp.Matrix([[2*Zb+Za/2, Za/2], [Za/2, 2*Zb+Za/2]])

# dibujamos la red T-puenteada
with Drawing() as d:
    d.config(fontsize=16, unit=4)
    d = dibujar_puerto_entrada(d, port_name = '' )
    d.push()
    d += Line().length(d.unit*.4).up().idot()
    d += (zb_up := ResistorIEC().right().label('2Zb').dot())
    d += ResistorIEC().right().label('2Zb')   
    d += Line().length(d.unit*.4).down().dot()
    d.pop()
    d += Line().length(d.unit*.2).right()
    d += ResistorIEC().right().label('Za').dot()
    d.push()
    d += (za_down := ResistorIEC().right().label('Za'))
    d = dibujar_puerto_salida(d, port_name = '' )
    d.pop()
    d += ResistorIEC().label('Zb', loc='bottom').down().dot()
    y_down  = d.here[1]
    d += ResistorIEC().down().label('Za/2').idot().dot().endpoints( zb_up.end, [zb_up.end[0], y_down ])
    d += Line().endpoints( [zb_up.start[0], y_down ], [za_down.end[0], y_down ])
    

Ttt = Y2Tabcd_s( Tabcd2Y_s(Zt2**-1 + Zt.subs(Zc, Za) **-1) )

print_subtitle('Matrix $T_{ABCD}$')

print_latex(a_equal_b_latex_s('T_{TT}', Ttt ))

Red doble T (twin tee - notch RC)

../_images/7dfff50a100b94574dc2bab795087b05a9a9bc42b07c1c06dc108386073ed14f.svg

Matrix $T_{ABCD}$

\[\begin{split}\displaystyle T_{TT}=\left[\begin{matrix}\frac{\frac{Za^{2}}{4} + 2 Za Zb + Zb^{2}}{Za Zb \left(Za + 2 Zb\right)} & \frac{- \frac{Za^{2}}{4} - Zb^{2}}{Za Zb \left(Za + 2 Zb\right)}\\\frac{- Za^{2} - 4 Zb^{2}}{4 Za Zb \left(Za + 2 Zb\right)} & \frac{\frac{Za^{2}}{4} + 2 Za Zb + Zb^{2}}{Za Zb \left(Za + 2 Zb\right)}\end{matrix}\right]\end{split}\]
display(Markdown('# Redes desbalanceadas convertidas a balanceadas'))

print_subtitle('Red desbalanceada original')

# fuerzo la red Tee simétrica Za = Zc
Zt3 = sp.Matrix([[Zd+Ze, Ze], [Ze, Zd+Ze]])

dibujar_Tee(Zt3)

print_subtitle('Matrix $Z_{t3}$')

print_latex(a_equal_b_latex_s('Z_{t3}', Zt3 ))

print_subtitle('Red lattice simétrica (balanceada)')

dibujar_lattice(Zt3)

Redes desbalanceadas convertidas a balanceadas

Red desbalanceada original

../_images/a0af4f41b3f04b6395dffc3f68f6d01aa2c08c0650e11a1b0ac9400a89ed535e.svg

Matrix $Z_{t3}$

\[\begin{split}\displaystyle Z_{t3}=\left[\begin{matrix}Zd + Ze & Ze\\Ze & Zd + Ze\end{matrix}\right]\end{split}\]

Red lattice simétrica (balanceada)

../_images/07f0180b624439c41337001a84297671b40bec0773792acee1687f8870d0bad1.svg
Ypi2 = sp.Matrix([[Yc+Yb, -Yb], [-Yb, Yc+Yb]])

print_subtitle('Red desbalanceada original')

dibujar_Pi(Ypi2)

print_subtitle('Matrix $Y_{\pi}$')

print_latex(a_equal_b_latex_s('Y_{\\pi}', Ypi2 ))

print_subtitle('Red lattice simétrica (balanceada)')

dibujar_lattice(Ypi2**-1)

display(Markdown('la conversión a una red balanceada puede realizarse sin problemas, tanto desde una red Tee como de una red Pi. Veremos si lo recíproco se cumple también.'))

Red desbalanceada original

../_images/373aaf261bd46ddd2325dda0b226477a564ea37d6aa81189dce009ecb297432e.svg

Matrix $Y_{\pi}$

\[\begin{split}\displaystyle Y_{\pi}=\left[\begin{matrix}Yb + Yc & - Yb\\- Yb & Yb + Yc\end{matrix}\right]\end{split}\]

Red lattice simétrica (balanceada)

../_images/cb769e92bedbe7789b450de0a95bcf52b9bdd53bee7dec50dca84ed6eceedd7a.svg

la conversión a una red balanceada puede realizarse sin problemas, tanto desde una red Tee como de una red Pi. Veremos si lo recíproco se cumple también.

display(Markdown('# Redes balanceadas convertidas a desbalanceadas'))

print_subtitle('Red lattice simétrica (balanceada)')

Zlat = sp.Matrix([[(Za+Zb)/2, (Zb-Za)/2], [(Zb-Za)/2, (Za+Zb)/2]])

dibujar_lattice(Zlat)

print_latex(a_equal_b_latex_s('T_{lat}', Zlat ))

display(Markdown('si implementamos una red balanceada como desbalanceada se obtiene una red Tee como la siguiente'))

dibujar_Tee(Zlat)

display(Markdown('o una Pi'))

dibujar_Pi(Zlat**-1)

display(Markdown('notar que la conversión a desbalanceado **NO SIEMPRE** puede realizarse por la diferencia entre inmitancias'))

Redes balanceadas convertidas a desbalanceadas

Red lattice simétrica (balanceada)

../_images/25367ddfa6cbce13ea6ce4e6b8de715c22e6509b183f6ab5745a7793a2fa9c93.svg
\[\begin{split}\displaystyle T_{lat}=\left[\begin{matrix}\frac{Za}{2} + \frac{Zb}{2} & - \frac{Za}{2} + \frac{Zb}{2}\\- \frac{Za}{2} + \frac{Zb}{2} & \frac{Za}{2} + \frac{Zb}{2}\end{matrix}\right]\end{split}\]

si implementamos una red balanceada como desbalanceada se obtiene una red Tee como la siguiente

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o una Pi

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notar que la conversión a desbalanceado NO SIEMPRE puede realizarse por la diferencia entre inmitancias