الجهد والمقاومة المكافئة لثيفينين: ما هو؟
ما هو نظرية ثيفينين (الدائرة المكافئة لثيفينين)
تنص نظرية ثيفينين (والتي تُعرف أيضًا بنظرية هيلمهولتز-ثيفينين) على أن أي دائرة خطية تحتوي فقط على مصادر جهد، ومصادر تيار، ومقاومة يمكن استبدالها بدائرة مكافئة تتكون من مصدر جهد (VTh) متصل بمقاومة واحدة (RTh) عبر الحمل. هذه الدائرة المبسطة تُعرف بدائرة ثيفينين المكافئة.
تم اختراع نظرية ثيفينين بواسطة المهندس الفرنسي ليون شارل ثيفينين (ومن هنا جاء الاسم).
تستخدم نظرية ثيفينين لتحويل دائرة كهربائية معقدة إلى دائرة ثيفينين المكافئة ذات الطرفين. تحتوي دائرة ثيفينين المكافئة على مقاومة ثيفينين واحدة ومصدر جهد ثيفينين متصل بالحمل، كما هو موضح في الشكل أدناه.
يُعرف مقاومة ثيفينين (Rth) أيضًا بمقاومة المكافئة. ويعد جهد ثيفينين (Vth) هو جهد الفتح عبر طرفي الحمل.
تناسب هذه النظرية فقط مع الدوائر الخطية. إذا كانت الدائرة تحتوي على عناصر مثل مكونات أشباه الموصلات أو مكونات التفريغ الغازي، فلن يمكنك تطبيق نظرية ثيفينين
صيغة الدائرة المكافئة لثيفينين
تحتوي دائرة ثيفينين المكافئة على مصدر جهد مكافئ، ومقاومة مكافئة، وحمل كما هو موضح في الشكل-1(b) أعلاه.
تحتوي دائرة ثيفينين المكافئة على حلقة واحدة. إذا طبقنا قانون كيرشوف للجهود (KVL) على هذه الحلقة، يمكننا إيجاد التيار المار عبر الحمل.
وفقًا لقانون KVL،
![\[ V_{th} = I ( R_{th} + R_L ) \]](https://www.electrical4u.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-079f3d5f3f64b098df671df768059345_l3.png?ezimgfmt=rs:143x19/rscb38/ng:webp/ngcb38 "Rendered by QuickLaTeX.com")
![\[ I = \frac{V_{th}}{( R_{th} + R_L)} \]](https://www.electrical4u.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-f71cc16372390f917304b40506ab8e71_l3.png?ezimgfmt=rs:122x42/rscb38/ng:webp/ngcb38 "Rendered by QuickLaTeX.com")
كيفية إيجاد دائرة ثيفينين المكافئة
تحتوي دائرة ثيفينين المكافئة على مقاومة ثيفينين ومصدر جهد ثيفينين. لذلك، علينا إيجاد هذين القيمتين لدائرة ثيفينين المكافئة.
مقاومة ثيفينين المكافئة
لحساب مقاومة ثيفينين المكافئة، يجب إزالة جميع مصادر الطاقة من الدائرة الأصلية. وتقوم بتوصيل المصادر الجهدية بالتوازي وفتح مصادر التيار.
وبالتالي، تحتوي الدائرة المتبقية على مقاومات فقط. الآن، قم بحساب المقاومة الكلية بين نقاط الاتصال المفتوحة عبر طرفي الحمل.
تتم حساب المقاومة المكافئة عن طريق ربط المقاومات بشكل متسلسل ومتوازي. وإيجاد قيمة المقاومة المكافئة. هذه المقاومة تُعرف أيضًا بمقاومة ثيفينين (Rth).
جهد ثيفينين المكافئ
لحساب جهد ثيفينين المكافئ، يتم فتح الحمل. وإيجاد جهد الفتح عبر طرفي الحمل.
جهد ثيفينين المكافئ (Veq) يساوي جهد الفتح المقاس عبر طرفي الحمل. يتم استخدام قيمة مصدر الجهد المثالي هذه في دائرة ثيفينين المكافئة.
مصدر ثيفينين المكافئ المعتمد
إذا كانت شبكة الدائرة تحتوي على بعض المصادر المعتمدة، يتم حساب مقاومة ثيفينين بطريقة مختلفة. في هذه الحالة، تبقى المصادر المعتمدة كما هي. لا يمكنك إزالة (فتح أو توصيل) مصادر الجهد أو التيار.
هناك طريقةان لإيجاد مقاومة ثيفينين في حالة وجود مصادر معتمدة.
الطريقة الأولى
في هذه الطريقة، يجب إيجاد جهد ثيفينين (Vth) والجهد القصير (Isc). ضع هذه القيم في المعادلة أدناه لإيجاد مقاومة ثيفينين.
