Obtingueu un accés de baix cost a TINACloud per editar els exemples o crear els vostres propis circuits
El teorema de Thévenin permet substituir un circuit complicat per un circuit equivalent senzill que només conté una font de tensió i una resistència connectada en sèrie. El teorema és molt important tant des del punt de vista teòric com pràctic.
Concretament, el teorema de Thévenin diu:
Qualsevol circuit lineal de dos terminals es pot substituir per un circuit equivalent que consisteix en una font de tensió (V.)Th) i una resistència de sèrie (R.)Th).
És important tenir en compte que el circuit equivalent de Thévenin només proporciona equivalència als terminals. Viouslybviament, l'estructura interna i, per tant, les característiques del circuit original i l'equivalent de Thévenin són força diferents.
L’ús del teorema de Thevenin és especialment avantatjós quan:
- Volem concentrar-nos en una part específica d’un circuit. La resta del circuit es pot substituir per un equivalent Thevenin simple.
- Cal estudiar el circuit amb diferents valors de càrrega a les terminals. Utilitzant l’equivalent de Thevenin, podem evitar haver d’analitzar cada cop el circuit original complex.
Podem calcular l’equivalent de Thevenin en dos passos:
- Calcula RTh. Ajusteu totes les fonts a zero (substituïu les fonts de tensió per curtcircuits i fonts de corrent per circuits oberts) i, a continuació, trobeu la resistència total entre els dos terminals.
- Calcula VTh. Cerqueu el voltatge del circuit obert entre els terminals.
Per il·lustrar-ho, fem servir el teorema de Thévenin per trobar el circuit equivalent del circuit següent.
La solució TINA mostra els passos necessaris per al càlcul dels paràmetres de Thevenin:
Per descomptat, els paràmetres es poden calcular fàcilment utilitzant les regles dels circuits paral·lels de sèrie descrits en capítols anteriors:
RT:=R3+Replus(R1,R2);
VT:= Vs*R2/(R2+R1);
RT=[10]
VT=[6.25]
#Primer defineix replus utilitzant lambda:
Replus= lambda R1, R2 : R1*R2/(R1+R2)
RT=R3+Replus(R1;R2)
VT=Vs*R2/(R2+R1)
imprimir ("RT= %.3f"%RT)
imprimir ("VT= %.3f"%VT)
Altres exemples:
Exemple 1
Aquí podeu veure com l'equivalent de Thévenin simplifica els càlculs.
Cerqueu el corrent de la resistència de càrrega R si la seva resistència és:
1.) 0 ohm; 2.) 1.8 ohm; 3.) 3.8 ohm 4.) 2.8.ohm
Primer trobeu l’equivalent de Thévenin del circuit respecte als terminals de R, però sense R:
Ara tenim un circuit senzill amb el qual és fàcil calcular el corrent per a les diferents càrregues:
Un exemple amb més d’una font:
Exemple 2
Trobeu l’equivalent de circuit de Thévenin.
Solució mitjançant l'anàlisi de CC de TINA:
El circuit complicat anterior, llavors, pot ser reemplaçat pel circuit de sèries simple a continuació.
{Utilitzar les lleis de Kirchhoff}
Sys Vt
Vt/R+(Vt-Vs2)/R3+(Vt-Vs1)/R1-Is=0
fi;
Vt=[187.5]
Rt:=Replus(R,replus(R1,R3));
Rt=[5]
importar numpy com a np
#Primer defineix replus utilitzant lambda:
Replus= lambda R1, R2 : R1*R2/(R1+R2)
#Tenim una equació que
#volem resoldre:
#Vt/R+(Vt-Vs2)/R3+(Vt-Vs1)/R1-Is=0
#Escriu la matriu
#dels coeficients:
A= np.array([[(1/R)+(1/R3)+(1/R1)]])
#Escriu la matriu
#de les constants:
b= np.array([[(Vs2/R3)+(Vs1/R1)+Is]])
Vt= np.linalg.solve(A,b)[0]
imprimir ("Vt lin= %.3f"%Vt)
#Alternativament ho podem resoldre fàcilment
#l'equació amb una variable desconeguda per a Vt:
Vt=(Vs2/(R3/R+R3/R1+1))+(Vs1/(R1/R+R1/R3+1))+(Is/(1/R+1/R3+1/R1))
imprimir ("Vt alt= %.3f"%Vt)
Rt=Replus(R,Replus(R1,R3))
imprimir ("Rt= %.3f"%Rt)