Анализа сложених кола често може бити застрашујући задатак, и у том случају, Тхевенинова теорема долази у помоћ пружањем моћног алата за поједностављење и разумевање једносмерних кола. Користећи ову теорему, инжењери могу да разбију сложене мреже на једноставнија еквивалентна кола, чинећи анализу лакшом за управљање. У овом чланку ћемо истражити суштину Тевенинове теореме и пружити практичне примере који ће учврстити наше разумевање.
Тевенинова теорема
Према Тевениновој теореми, свака линеарна, билатерална мрежа састављена од отпорника, извора напона и извора струје може бити замењена колом које користи само један извор напона и један отпорник као еквивалент. Еквивалентно коло Тхевенина је име дато овом кондензованом колу.
Постоје два примарна дела Тхевениновог еквивалентног кола, један је Тхевенин напон (В тх ), а други је Тхевенинов отпор (Р тх ). Тхевенин напон представља напон отвореног кола на терминалима од интереса, док Тхевенин отпор означава отпор између тих терминала када су сви независни извори деактивирани (замењени њиховим унутрашњим отпорима).
Примена Тевенинове теореме
Да бисте одредили Тхевенин еквивалентно коло датог сложеног једносмерног кола, следите ове кораке:
Корак 1: Идентификујте терминале преко којих желите да пронађете еквивалентно коло.
Корак 2: Уклоните сва оптерећења повезана са овим терминалима.
Корак 3: Израчунајте напон отвореног кола (Втх) кола преко терминала.
4. корак: Израчунајте Тхевенинов отпор (Ртх) деактивирањем свих независних извора и одређивањем еквивалентног отпора између терминала.
5. корак: Реконструишите Тхевенин еквивалентно коло користећи Втх и Ртх.
Пример
Да бих демонстрирао Тевенинову теорему, размотрио сам коло које има три паралелна отпора и један отпор оптерећења и један извор напона:
Прво уклањамо отпор оптерећења и израчунавамо напон на отпору оптерећења, тако да су отпорници Р1 и Р2 у серији јер неће бити струје кроз Р3. Да бисте израчунали струју која тече кроз отпоре:
Сада поставите вредности:
Сада израчунавамо напоне на отпорницима:
Дакле, напон на Р1 и Р2 је 16,5 волти што значи да ће напон на отпору оптерећења такође бити 16,5 В тако да је Тхевенинов напон 16,5 волти
Корак 2: Сада кратко спојите извор напона у колу и израчунајте Тхевенинов отпор за то је једначина:
Сада имамо наш Тхевенин напон и отпор, па сада користећи закон ома израчунавамо струју оптерећења:
За израчунавање напона оптерећења користите:
Испод је Тхевенин еквивалентно коло за коло које сам претходно разматрао:
Закључак
Тхевенинова теорема пружа моћну технику за поједностављивање сложених једносмерних кола у Тевенинова еквивалентна кола која се могу лакше управљати. Заменом спојених мрежа са једним извором напона и отпорником, инжењери могу ефикасније анализирати и разумети понашање кола.