Teorema de Thevenin | Igualdad de Thevenin, Instancia

En este tutorial, descubriremos el Teorema de Thevenin. Es un teorema vital dentro de la disciplina {de la evaluación de los circuitos eléctricos} y se considera menos complicado que las pautas legales de Kirchhoff.

Introducción

Para muchos circuitos lineales, la evaluación se simplifica considerablemente mediante dos métodos de descuento de circuitos o teoremas como el de Thevenin y el de Norton. El teorema de Thevenin debe su nombre a un ingeniero francés, M. L. Thevenin en 1883 y el teorema de Norton a un científico, E. L. Norton.

Mediante el uso de estos teoremas, una parte grande o complicada de una comunidad se cambia con una igualdad fácil. Con este circuito igual, podemos hacer simplemente los cálculos cruciales de la corriente, la tensión y la energía entregada a la carga (como entrega el circuito único). El tipo de software garantiza el valor perfecto de la resistencia de la carga. Nos permite ver íntimamente el teorema de Thevenin.

De nuevo para el primer

¿Por qué utilizamos el Teorema de Thevenin?

En muchas de las funciones, una comunidad puede consistir en un aspecto de carga variable mientras que otras partes son fijas. El ejemplo más eficaz es nuestra tienda familiar, que está conectada a diferentes equipos domésticos o a cientos de ellos. Posteriormente, si lo deseas, es imprescindible calcular la tensión o la presencia o la energía en cada aspecto de un circuito determinado para cada cambio del elemento variable.

Este proceso repetido es algo difícil y oneroso. Estos cálculos repetidos se evitan introduciendo un circuito igual para una mitad dura y rápida en el circuito, de modo que la evaluación del circuito con el cambio de la resistencia de carga se convierte en algo sencillo.

Piensa en el sencillo circuito de corriente continua anterior, en el que el flujo de corriente por la resistencia de carga puede decidirse utilizando métodos totalmente diferentes, como la evaluación del bucle o la evaluación nodal o las estrategias de solapamiento. Supongamos que la resistencia de la carga se modifica a otro valor que antes, entonces ahora tenemos que volver a utilizar cualquiera de estas estrategias consideradas.

Esta tediosa metodología de hacer uso del método de descuento para cada cambio de carga se evita alterando la parte montada de un circuito (contenida en el campo negro) con una tensión sensible, pero nada es una manifestación del teorema de Thevenin. En la observación, el teorema de Thevenin ayuda a buscar la máxima potencia entregada al sistema de audio que se equipa del amplificador en un amplificador de potencia de transistores.

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La suposición del teorema de Thevenin

El teorema de Thevenin afirma que cualquier circuito lineal de dos terminales formado por fuentes y resistencias conectadas a una carga dada RL puede cambiarse por un circuito igual formado por una única fuente de tensión de magnitud Vth con una secuencia de resistencia Rth a través del terminal de RL.

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La infradeterminación revela el maniquí de Thevenin de dos comunidades de terminales en las que el presente por la carga es similar posteriormente, estos dos circuitos son iguales entre sí.

Al igual que con los circuitos de corriente continua, esta metodología puede utilizarse para los circuitos de corriente alterna compuestos por piezas lineales, como resistencias, inductores y condensadores. Al igual que la resistencia igual a la de Venin, la impedancia igual a la de Venin se obtiene cambiando todas las fuentes de tensión por sus impedancias internas.

En los circuitos de corriente alterna se puede reconocer el teorema de Davenina, ya que cualquier circuito bilateral lineal de dos terminales, formado por partes lineales y fuentes de energía conectadas a lo largo del terminal de ZL, puede ser cambiado por una única fuente de tensión igual a Vth con una única impedancia Zth a lo largo de los 2 terminales de ZL.

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Pasos para analizar el teorema de Thevenin

Los siguientes pasos consisten en simplificar el circuito para que la carga actual se decida mediante el teorema de Thevenin.

1. Piensa en el circuito dado y desconecta la resistencia de carga RL (impedancia de carga ZL) o la resistencia del departamento (impedancia del departamento en el circuito de corriente alterna) mediante la cual se debe calcular el movimiento actual.

2. Decide la tensión de circuito abierto Vth en toda la carga después de desconectar RL. Para localizar la Vth, puedes aplicar cualquier estrategia de los métodos de descuento de circuitos accesibles, como la evaluación del bucle, la metodología de la tensión nodal, el solapamiento, etc. O simplemente, podemos medir la tensión en los terminales de carga utilizando un voltímetro.

3. Redimensiona el circuito cambiando todas las fuentes con sus resistencias internas (impedancias internas en caso de circuito de CA) y asegúrate de que las fuentes de tensión deben ser breves en el circuito y las fuentes de corriente deben estar abiertas en el circuito (para las fuentes excelentes).

4. Calcula toda la resistencia Rth (o Zth) que existe entre los terminales de carga.

5. Inserta esta resistencia igual Rth (o Zth) en secuencia con la tensión Vth y este circuito se denomina como circuito igual de Venin.

6. Ahora vuelve a conectar la resistencia de carga (impedancia de carga ZL) a través de los terminales de carga y calcula el presente, la tensión y la energía de la carga mediante un cálculo sencillo.

En el circuito de corriente continua,

Carga el presente,

IL = Vth/ (RL + Rth)

Tensión durante toda la carga,

VL= RL × Vth/ (RL + Rth)

Energía disipada en la resistencia de carga,

PL = RL × IL2

En el caso de un circuito de CA Carga presente,

IL1 = Vth/ (ZL + Zth)

Tensión de la cuerda a la carga,

VL= ZL × Vth/ (ZL + Zth)

Potencia disipada en la resistencia de carga, PL = ZL × IL12

De nuevo, para el primer

Instancia de Descubrimiento del Circuito Igual que el Circuito DC

Piensa en el siguiente circuito de corriente continua probado. Averigüemos el presente de la resistencia R2 = RL = 2 ohmios (conectada entre los terminales a y b), haciendo uso del teorema de Thevenin.

1. Elimina la resistencia de carga R2 o RL y toma el camino cerrado hacia el nivel C.

2. Aplica la evaluación nodal en el nodo C para calcular la tensión Vth davenin.

Haciendo uso del KCL en el nodo C, obtenemos

4 + I1 + I2 = 0

4 + (6 - Vc)/ 4 + (0 - Vc)/ 10 = 0

Vc = 15,714 voltios

Entonces, las corrientes en todos los departamentos pueden decidirse como

I1 = Va - Vc/ 4

= 6 - 15.714/4

= 2,0715 amperios

I2 = 0 - Vc/ 10

= - 15.714/ 10

= - 1,571 Amperios

La imagen desfavorable significa que el presente fluye desde el nodo C hasta su respectivo nivel (como factores "a" y "suelo" para I1 e I2 respectivamente).

Rediseñando el circuito con estas corrientes y haciendo uso del KVL, la tensión en el terminal ab se decide como

Vth = Va - Vb (en relación con los terminales de tierra)

= Va - (I2× R4)

= 6 - (1.571 × 4)

= 0,28 voltios

3. El siguiente paso es intercambiar todos los suministros con su interior. Piensa que la alimentación de tensión es una alimentación perfecta por lo que la resistencia interior es cero, entonces es un cortocircuito y la alimentación de corriente es una alimentación de corriente perfecta, entonces tiene una resistencia infinita por lo que es un circuito abierto. Así que el circuito de resistencia igual de Thevenin se demuestra por debajo.

4. A continuación, tenemos que buscar la Rth de igual resistencia de Thevenin, queriendo en los terminales a y b (terminales de carga).

Rth = [(R1 + R3) × R4] / [(R1 + R3) + R4] (resistencias en paralelo)

= 10 × 4 / 10 + 4

= 2,85 ohmios

5. La inserción de la alimentación de tensión calculada anteriormente en secuencia con una resistencia igual, tipifica el circuito igual de Thevenin como se ha demostrado en la subdeterminación.

Volviendo a conectar la resistencia de carga a través de los terminales a y b, calculamos el flujo presente a través de la carga como

IL = Vth / (Rth + RL)

= 0.28/ (2.85 + 2)

= 0,057 amperios

Y a continuación se determina revela el circuito único el lugar donde se indica el presente por la resistencia de carga.

Podemos descubrir además las corrientes a través de la carga cambiando el valor de la resistencia de carga como

Cuando RL = 8 ohmios

IL = 0,28 / (2,85 + 8)

= 0,02Amperios

Cuando RL = 12 ohmios

= 0.28 / (2.85 + 12)

= 0,01 amperios

De nuevo, para el primer

Instancia de descubrimiento del circuito Igual que el circuito de CA

Piensa en el circuito de corriente alterna al que vamos a descubrir el presente a través de la impedancia 4+ 4j ohm utilizando el teorema de davenina.

Dentro del circuito anterior, la alimentación actual de dos∠0 en paralelo con la resistencia de 4 ohmios. Y, por tanto, esto se puede transformar directamente en una fuente de tensión de 8∠0 con una resistencia secuencial de 4 ohmios, como se ha demostrado que se ha determinado.

Después de hacer el cambio anterior, se vuelve a trazar el circuito desconectando los terminales de carga, como se ha demostrado en el punto determinado.