Obțineți acces la un cost redus la TINACloud pentru a edita exemplele sau pentru a crea propriile circuite
Teorema lui Thévenin permite înlocuirea unui circuit complicat cu un circuit echivalent simplu care conține doar o sursă de tensiune și un rezistor conectat în serie. Teorema este foarte importantă atât din punct de vedere teoretic cât și din punct de vedere practic.
Afirmat concis, teorema lui Thévenin spune:
Orice circuit liniar cu două terminale poate fi înlocuit cu un circuit echivalent compus dintr-o sursă de tensiune (VTh) și un rezistor de serie (RTh).
Este important de reținut că circuitul echivalent Thévenin oferă echivalență numai la terminale. Evident, structura internă și, prin urmare, caracteristicile circuitului original și echivalentul Thévenin sunt destul de diferite.
Utilizarea teoremei lui Thevenin este deosebit de avantajoasă atunci când:
- Vrem să ne concentrăm asupra unei anumite porțiuni a unui circuit. Restul circuitului poate fi înlocuit cu un echivalent Thevenin simplu.
- Trebuie să studiem circuitul cu valori diferite de sarcină la terminale. Utilizând echivalentul Thevenin, putem evita să analizăm de fiecare dată circuitul original complex.
Putem calcula echivalentul Thevenin în două etape:
- Calculați RTh. Setați toate sursele la zero (înlocuiți sursele de tensiune prin scurtcircuite și sursele de curent prin circuite deschise) și apoi găsiți rezistența totală dintre cele două borne.
- Calculați VTh. Găsiți tensiunea de circuit deschis între borne.
Pentru a ilustra, să folosim teorema lui Thévenin pentru a găsi circuitul echivalent al circuitului de mai jos.
Soluția TINA prezintă pașii necesari pentru calcularea parametrilor Thevenin:
Desigur, parametrii pot fi calculați cu ușurință folosind regulile circuitelor seriale paralele descrise în capitolele anterioare:
RT:=R3+Replus(R1,R2);
VT:= Vs*R2/(R2+R1);
RT=[10]
VT=[6.25]
#Definiți mai întâi replus folosind lambda:
Replus= lambda R1, R2 : R1*R2/(R1+R2)
RT=R3+Replus(R1,R2)
VT=Vs*R2/(R2+R1)
print(„RT= %.3f”%RT)
print(„VT= %.3f”%VT)
Alte exemple:
Exemplu 1
Aici puteți vedea cum echivalentul Thévenin simplifică calculele.
Găsiți curentul rezistenței de sarcină R dacă rezistența sa este:
1.) 0 ohm; 2.) 1.8 ohm; 3.) 3.8 ohm 4.) 2.8.ohm
Găsiți mai întâi echivalentul Thévenin al circuitului cu privire la bornele lui R, dar fără R:
Acum avem un circuit simplu cu care este ușor să calculați curentul pentru diferite sarcini:
Un exemplu cu mai multe surse:
Exemplu 2
Găsiți echivalentul Thévenin al circuitului.
Soluție prin analiza DC a TINA:
Circuitul complicat de mai sus poate fi apoi înlocuit cu circuitul simplu de serie de mai jos.
{Folosind legile lui Kirchhoff}
Sys Vt
Vt/R+(Vt-Vs2)/R3+(Vt-Vs1)/R1-Is=0
sfârși;
Vt=[187.5]
Rt:=Replus(R,replus(R1,R3));
Rt=[5]
import numpy ca np
#Definiți mai întâi replus folosind lambda:
Replus= lambda R1, R2 : R1*R2/(R1+R2)
#Avem o ecuație care
#dorim să rezolvăm:
#Vt/R+(Vt-Vs2)/R3+(Vt-Vs1)/R1-Is=0
#Scrieți matricea
#din coeficienți:
A= np.array([[(1/R)+(1/R3)+(1/R1)]])
#Scrieți matricea
#din constante:
b= np.array([[(Vs2/R3)+(Vs1/R1)+Is]])
Vt= np.linalg.solve(A,b)[0]
print(„Vt lin= %.3f”%Vt)
#Alternativ putem rezolva cu ușurință
#ecuația cu o variabilă necunoscută pentru Vt:
Vt=(Vs2/(R3/R+R3/R1+1))+(Vs1/(R1/R+R1/R3+1))+(Is/(1/R+1/R3+1/R1))
print(„Vt alt= %.3f”%Vt)
Rt=Replus(R,Replus(R1,R3))
print(„Rt= %.3f”%Rt)