Thevenins teorem vil være nyttig når vi trenger å finne spenning eller strøm for et bestemt element i en kompleks krets. I dette innlegget vil du lære uttalelsen om thevenins teorem, thevenins teorem for DC-kretser med løste eksempler, applikasjoner og begrensninger. to-terminal lineært nettverk med flere spenningskilder og strømkilder kan erstattes av en enkel ekvivalent krets bestående av en spenningskilde i serie med en motstand etterfulgt av belastningen ”.

Den forenklede spenningskilden kalles Thevenins spenningskilde og den er lik åpen kretsspenning over de to terminalene i kretsen. Seriemotstanden kalles Thevenins motstand og den er lik motstanden målt mellom terminalene med alle energikildene er erstattet av deres interne motstand.

For ideell spenningskilde, kortslut og for ideell strømkilde, lage en åpen krets. Hvis en kilde har intern motstand, la den være i kretsen mens du bytter ut kildene.

Fremgangsmåte trinnvis for å løse Thevenins teorem

1. Identifiser elementet som strømmen eller spenningen skal finnes for, og betrakt det som lastmotstand (RL).
2. Åpne lastmotstanden og mål spenningen over terminaler ved hjelp av noen av nettverksforenklingsmetodene. Denne spenningen kalles Thevenins spenning (Vth).
3. Fjern lastmotstanden. Bytt ut alle spennings- og strømkilder med deres interne motstand. Mål deretter den tilsvarende motstanden sett fra terminalene med åpen krets. Dette er Thevenins motstand (Rth).
4. Tegn Thevenins ekvivalente krets med Thevenins spenningskilde i serie med Thevenins motstand etterfulgt av lastmotstanden.
5. Finn nå strømmen gjennom lastmotstanden ved å bare bruke ohms lov.

Du kan også beregne spenningen over belastningen og kraften som leveres til lasten ved hjelp av de gitte formlene.

Eksempler på Thevenins teorem løst for DC-kretser

Følgende eksempler på thevenins teorem løste vil være nyttige for din læring.

Thevenins teorem dc kretser løst eksempel 1

Finn laststrømmen og kraften som leveres til lasten, ved hjelp av venens teorem.

Trinn 1

Åpne lastemotstanden (5Ω) og finn spenningen over belastningsterminalene.

Siden terminalene er åpne, vil ingen strøm strømme gjennom 3Ω motstanden. Så Thevenins spenning vil være spenningsfallet over 8Ω motstand.

Finn strømmen gjennom 8Ω motstand og beregne Thevenins spenning. Beregning av spenning over 8Ω motstand er gitt nedenfor.

Så Thevenins spenning er 19,2 V.

Trinn 2

Finn Thevenins ekvivalente motstand av nettverket som sees fra lastterminalene. Her bytter du ut 24V spenningskilden med kortslutning for å finne ekvivalent motstand.

I diagrammet ovenfor er 8Ω og 2Ω motstander koblet parallelt og dette kombinasjonen er i serie med 3Ω motstand. Ved nettverksreduksjonsteknikker beregnes ekvivalent motstand som følger.

Så Thevenins motstand er 4,6 Ω.

Trinn 3

Tegn nå thevenins ekvivalente krets for den gitte kretsen. Tegn thevenins spenning i serie med thevenins motstand og legg til lastmotstanden i serie med kretsen.

Siden 4.6Ω og 5Ω motstander er koblet i serie. Så du kan ganske enkelt bruke ohmsloven for å finne belastningen nåværende. På en annen måte, bruk den gitte formelen for å finne laststrømmen.

Til slutt beregnes strømmen gjennom 5Ω lastmotstand som 2 ampere.

Her er et skjermbilde av Multisim-simulering for den gitte kretsen der belastningsstrømmen er den samme for den opprinnelige kretsen og thevenins ekvivalente krets.

Thevenins teorem DC-krets løste eksempel 2

Beregn strømmen gjennom 6Ω belastningsmotstand ved bruk av venens teorem.

Før du fortsetter trinnene for å løse tevens teven, forenkle kretsen hvis mulig. Det hjelper oss med å redusere matematiske komplikasjoner og løse problemet på en enkel måte.

Hvis du ser på den gitte kretsen vår, inneholder den en nåværende kilde.Konverter om mulig strømkilde til tilsvarende spenningskilde. Siden vi må finne vennspenningen for den gitte kretsen, er det et godt valg å ha en spenningskilde i kretsen vår.

Så, den forenklede kretsen med spenningskilden er gitt nedenfor.

Trinn 1

For å finne vennspenningen, fjern lastmotstanden (6Ω) og finn spenningen over terminalen AB.

Spenningen ved terminal AB vil være subtraksjonen av spenningsfallet skjer ved 10Ω motstand fra 48V spenningskilden.

Ved å løse maske ligninger får du strøm strømmer i kretsen. Fra strømmen kan du beregne spenningsfallet ved 10Ω motstand.

Beregningen av vennspenningen ved nettanalyse er gitt nedenfor.

Trinn 2

Fjern lastmotstanden og finn den tilsvarende motstanden til nettverket sett fra terminalene med åpen krets.

For å utføre beregningen, kort 48V- og 24V-spenningskildene og beregne deretter motstanden.

Her er 10Ω og 5Ω motstandene koblet parallelt. Så den effektive motstanden vil være som gitt nedenfor.

Trinn 3

Nå, bestem Thevenins ekvivalent krets med thevenins spenning og thevenins motstand sammen med lastmotstanden.

Tegn thevenins spenning i serie med thevenins motstand og legg lastmotstanden i serie med kretsen som vist nedenfor.

Du kan finne laststrømmen fra den gitte formelen.

Til slutt beregnes laststrømmen som 3,43 ampere.

Her er simuleringssikkerheten som viser, laststrømmen er den samme for gitt krets og ekvivalente kretsen.

Begrensninger og anvendelser av Thevenins teorem

Det er visse begrensninger og applikasjoner for å bruke Thevenins teorem. De er oppsummert i denne seksjonen.

Begrensninger

1. Thevenins teorem gjelder kun for en lineær krets med bilaterale elementer. Kretser med ensidige elementer som diode og transistorer kan ikke løses med thevenins teorem.
2. Det gitte komplekse nettverket skal kobles elektrisk med belastningen. For magnetisk koblet belastning er denne setningen ikke gyldig.
3. Den kan brukes med kretser som har avhengige og uavhengige kilder.
4. Den kan ikke brukes til å bestemme effektiviteten til kretsen.

Applikasjoner

1. Theveninsetningen kan brukes til å redusere en kompleks krets til en enkel krets.
2. Theveninsetningen brukes i Nortons teorem for å få Nortons tilsvarende krets.
3. Den brukes også i maksimal kraftoverføringssats for å finne ekvivalent motstand i nettverket.
4. Den viktigste praktiske anvendelsen av thevenins teorem er å finne variasjonen av spenning og kraft levert til en variabel belastning.
5. Den brukes i kraftsystemfeilanalyse for å finne feilstrømmen i en gren.

Du kan henvise til Thevenins teorem Wikipedia artikkel

Mer læring …

Nortons teorem for DC-kretser

Maksimal effektoverføringssats

Superposisjonssetning