Teorema lui Thevenin. Procedură pas cu pas cu exemplu rezolvat
Teorema lui Thevenin în DC Analiza circuitului
Un inginer francez, ML Thevenin, a făcut unul dintre aceste salturi cuantice în 1893. Teorema lui Thevenin (cunoscută și sub numele de teorema Helmholtz-Thévenin) nu este de la sine un instrument de analiză, ci baza metodă utilă de simplificare a circuitelor active și a rețelelor complexe. Această teoremă este utilă pentru a rezolva rapid și ușor circuite și rețele liniare complexe, în special circuite electrice și rețele electronice.
Teorema lui Thevenin poate fi enunțată mai jos:
Orice rețea electrică liniară sau un circuit complex cu surse de curent și tensiune poate fi înlocuit cu un circuit echivalent care conține o singură sursă de tensiune independentă VTH și o rezistență de serie RTH.
- VTH = Tensiunea lui Thevenin
- RTH = Rezistența lui Thevenin ance
Postare asociată: teorema lui Norton. Procedură ușoară pas cu pas cu exemplu (Vederi în imagini)
Pași pentru analiza unui circuit electric folosind teorema lui Thevenin
- Deschideți rezistorul de încărcare.
- Calculați / măsurați tensiunea circuitului deschis. Aceasta este tensiunea Thevenin (VTH).
- Surse de curent deschis și surse de scurtă tensiune.
- Calculați / măsurați rezistența circuitului deschis. Aceasta este Rezistența Thevenin (RTH).
- Acum, redesenați circuitul cu tensiunea măsurată a circuitului deschis (VTH) în Pasul 2 ca sursă de tensiune și rezistența măsurată a circuitului deschis (RTH) în Pasul 4 ca rezistență în serie și conectați rezistența de sarcină pe care o îndepărtăm în Pasul (1). Acesta este circuitul Thevenin echivalent al acelei rețele electrice liniare sau circuit complex care a trebuit simplificat și analizat prin teorema lui Thevenin. Ai făcut.
- Găsiți acum curentul total care curge prin rezistorul de sarcină utilizând Legea lui Ohm: IT = VTH / (RTH + RL).
Postare asociată: SUPERMESH Analiza circuitului | Pas cu pas cu Exemplu rezolvat
Exemplu rezolvat prin teorema lui Thevenin:
Exemplu:
Găsiți VTH, RTH și curentul de încărcare IL care trece și tensiunea de încărcare pe rezistorul de sarcină din fig (1) utilizând teorema lui Thevenin. 
Soluție: –
PASUL 1.
Deschideți rezistorul de încărcare de 5kΩ (Fig 2). 
PASUL 2.
Calculați / măsurați tensiunea circuitului deschis. Aceasta este tensiunea Thevenin (VTH). Fig (3).
Am eliminat deja rezistența de sarcină din figura 1, astfel încât circuitul a devenit un circuit deschis așa cum se arată în fig 2. Acum trebuie să calculăm tensiunea lui Thevenin. Deoarece curentul de 3mA curge atât în rezistențele de 12kΩ, cât și în cele de 4kΩ, deoarece acesta este un circuit de serie, iar curentul nu va curge în rezistorul de 8kΩ, deoarece este deschis.
În acest fel, 12V (3mA x 4kΩ) vor apărea pe Rezistor de 4kΩ. Știm, de asemenea, că curentul nu curge prin rezistorul de 8kΩ, deoarece este un circuit deschis, dar rezistorul de 8kΩ este în paralel cu rezistorul de 4k. Deci, aceeași tensiune, adică 12V, va apărea peste rezistorul de 8kΩ, precum și rezistorul de 4kΩ. Prin urmare, 12V vor apărea peste terminalele AB. adică,
VTH = 12V
PASUL 3.
Deschidere curentă surse și surse de scurtă tensiune după cum se arată mai jos. Fig (4)
PASUL 4.
Calculați / măsurați rezistența circuitului deschis. Aceasta este rezistența Thevenin (RTH)
Am eliminat sursa 48V DC la zero ca echivalent, adică sursa 48V DC a fost înlocuită cu un scurtcircuit la pasul 3 (așa cum se arată în figura 3). Putem vedea că rezistorul de 8kΩ este în serie cu o conexiune paralelă de rezistor de 4kΩ și rezistor de 12k Ω. adică:
8kΩ + (4k Ω || 12kΩ) … .. (|| = în paralel cu)
RTH = 8kΩ +
RTH = 8kΩ + 3kΩ
RTH = 11kΩ
PASUL 5.
Conectați RTH în serie cu sursa de tensiune VTH și reconectați rezistorul de sarcină. Acest lucru este prezentat în fig (6), adică circuitul Thevenin cu rezistor de sarcină. Acesta este circuitul echivalent al lui Thevenin.
PASUL 6.
Acum aplicați ultimul pas, adică legea lui Ohm. Calculați curentul total de încărcare și tensiunea de încărcare așa cum se arată în fig 6.
IL = VTH / (RTH + RL)
IL = 12V / (11kΩ + 5kΩ) → = 12 / 16kΩ
IL = 0.75mA
Și
VL = IL x RL
VL = 0.75mA x 5kΩ
VL = 3.75V
Acum comparați acest circuit simplu cu circuitul original prezentat în figura 1. Vedeți cum mult mai ușor va fi să măsoare și să calculeze curentul de sarcină în circuitul complex și în rețea pentru diferite rezistențe de sarcină de către teorema lui Thevenin? Da și numai da.
Bine de știut: atât teoremele lui Thevenin, cât și cele ale lui Norton pot fi aplicate atât circuitelor de curent alternativ, cât și celor de curent continuu, care conțin componente diferențiale, cum ar fi rezistențe, inductori și condensatori etc. . Rețineți că tensiunea Thevenin „VTH” în circuitul de curent alternativ este exprimată în număr complex (formă polară), în timp ce rezistența Thevenin „RTH” este exprimată în formă dreptunghiulară.
- Analiza circuitului SUPERNODE | Pas cu pas cu un exemplu rezolvat
- Teorema transferului de putere maximă pentru AC & Circuite DC
- Curentul lui Kirchhoff & Legea tensiunii (KCL & KVL) | Exemplu rezolvat
- Calculatorul regulilor Cramer – sistem de ecuații 2 și 3 pentru circuite electrice