Ang pagsusuri sa mga kumplikadong circuit ay kadalasang maaaring maging isang nakakatakot na gawain, at sa pagkakataong iyon, ang theorem ni Thevenin ay sumagip sa pamamagitan ng pagbibigay ng isang makapangyarihang tool para sa pagpapasimple at pag-unawa sa mga DC circuit. Sa pamamagitan ng paggamit ng theorem na ito, maaaring hatiin ng mga inhinyero ang mga kumplikadong network sa mas simpleng katumbas na mga circuit, na ginagawang mas madaling pamahalaan ang pagsusuri. Sa artikulong ito, tutuklasin natin ang kakanyahan ng Theorem ni Thevenin, at magbibigay ng mga praktikal na halimbawa upang patatagin ang ating pang-unawa.
Teorem ni Thevenin
Ayon sa Thevenin's Theorem, ang anumang linear, bilateral network na binubuo ng mga resistors, boltahe na pinagmumulan, at kasalukuyang pinagmumulan ay maaaring palitan ng isang circuit na gumagamit lamang ng isang boltahe na pinagmumulan at isang risistor bilang katumbas. Thevenin equivalent circuit ang pangalang ibinigay sa condensed circuit na ito.
Mayroong dalawang pangunahing bahagi ng katumbas na circuit ng Thevenin, ang isa ay ang boltahe ng Thevenin (V ika ) at ang isa ay Thevenin resistance (R ika ). Ang boltahe ng Thevenin ay kumakatawan sa boltahe ng open-circuit sa mga terminal ng interes, habang ang paglaban ng Thevenin ay nagpapahiwatig ng paglaban sa pagitan ng mga terminal na iyon kapag ang lahat ng mga independiyenteng mapagkukunan ay na-deactivate (pinalitan ng kanilang mga panloob na resistensya).
Paglalapat ng Theorem ni Thevenin
Upang matukoy ang Thevenin equivalent circuit ng isang partikular na kumplikadong DC circuit, sundin ang mga hakbang na ito:
Hakbang 1: Tukuyin ang mga terminal kung saan mo gustong hanapin ang katumbas na circuit.
Hakbang 2: Alisin ang lahat ng load na konektado sa mga terminal na ito.
Hakbang 3: Kalkulahin ang open-circuit na boltahe (Vth) ng circuit sa mga terminal.
Hakbang 4: Kalkulahin ang Thevenin resistance (Rth) sa pamamagitan ng pag-deactivate ng lahat ng independiyenteng pinagmumulan at pagtukoy ng katumbas na paglaban sa pagitan ng mga terminal.
Hakbang 5: Buuin muli ang katumbas na circuit ng Thevenin gamit ang Vth at Rth.
Halimbawa
Upang ipakita ang Thevenin theorem, isinasaalang-alang ko ang isang circuit na may tatlong mga resistensya na magkatulad at isang paglaban sa pagkarga, at isang mapagkukunan ng boltahe:
Una, tinanggal namin ang paglaban ng pagkarga at kinakalkula ang boltahe sa paglaban ng Pag-load kaya dahil ang mga resistor na R1 at R2 ay nasa serye dahil walang magiging kasalukuyang sa pamamagitan ng R3. Upang kalkulahin ang kasalukuyang dumadaloy sa mga resistensya:
Ngayon inilalagay ang mga halaga:
Ngayon ay kinakalkula ang mga boltahe sa mga resistors:
Kaya, ang boltahe sa R1 at R2 ay 16.5 volts na nangangahulugan na ang boltahe sa paglaban ng pagkarga ay magiging 16.5 V din kaya ang boltahe ng Thevenin ay 16.5 volts
Hakbang 2: Ngayon maikli ang pinagmumulan ng boltahe sa circuit at kalkulahin ang Thevenin resistance para sa sumusunod na equation:
Ngayon ay mayroon na kaming boltahe at paglaban ng Thevenin, kaya ngayon gamit ang batas ng ohms ay kinakalkula namin ang kasalukuyang pagkarga:
Upang kalkulahin ang paggamit ng boltahe ng pagkarga:
Nasa ibaba ang katumbas na circuit ng Thevenin para sa circuit na isinasaalang-alang ko dati:
Konklusyon
Ang Thevenin's Theorem ay nagbibigay ng isang makapangyarihang pamamaraan upang gawing simple ang mga kumplikadong DC circuits sa mas mapapamahalaan na Thevenin equivalent circuits. Sa pamamagitan ng pagpapalit ng mga mashed-up na network ng isang pinagmumulan ng boltahe at risistor, mas mabisang masuri at mauunawaan ng mga inhinyero ang pag-uugali ng circuit.