Voltatge i resistència equivalents de Thevenin: Què és?
Què és el Teorema de Thévenin (Circuit Equivalent de Thévenin)?
El teorema de Thévenin (també conegut com a teorema d'Helmholtz–Thévenin) estableix que qualsevol circuit lineal que conté només fonts de tensió, fonts de corrent i resistències es pot substituir per una combinació equivalent d'una font de tensió (VTh) en sèrie amb una sola resistència (RTh) connectada a través de la càrrega. Aquest circuit simplificat es coneix com a Circuit Equivalent de Thévenin.
El teorema de Thévenin va ser inventat pel enginyer francès Léon Charles Thévenin (d'on ve el nom).
El teorema de Thévenin s'utilitza per convertir un circuit elèctric complex en un simple circuit equivalent de Thévenin de dos terminals. Un circuit equivalent de Thévenin conté una resistència de Thévenin i una font de tensió de Thévenin de tensió connectada amb una càrrega, com es mostra en la figura següent.
La resistència de Thévenin (Rth) també es coneix com a resistència equivalent. I la tensió de Thévenin (Vth) és una tensió en circuit obert a través dels terminals de la càrrega.
Aquest teorema és adequat només per circuits lineals. Si el circuit té elements com components semiconductors o components de descàrrega de gas, no es pot aplicar el teorema de Thévenin.
Fórmula del Circuit Equivalent de Thévenin
El circuit equivalent de Thévenin conté una font de tensió equivalent, una resistència equivalent i una càrrega, tal com es mostra en la figura 1(b) anterior.
El circuit equivalent de Thévenin té un únic bucle. Si apliquem la llei de Kirchhoff de les tensions (KVL) a aquest bucle, podem trobar la corrent que passa a través de la càrrega.
Segons la 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")
Com Trobar el Circuit Equivalent de Thévenin
El circuit equivalent de Thévenin conté la resistència de Thévenin i la font de tensió de Thévenin. Per tant, hem de trobar aquests dos valors per al circuit equivalent de Thévenin.
Resistència Equivalent de Thévenin
Per calcular la resistència equivalent de Thévenin, elimina totes les fonts d'energia del circuit original. Les fonts de tensió són curt-circuitades i les fonts de corrent s'obren.
Per tant, el circuit restant només té resistències. Ara, calcula la resistència total entre els punts de connexió oberts a través dels terminals de la càrrega.
La resistència equivalent es calcula fent connexions en sèrie i paral·lel de les resistències. I troba el valor de la resistència equivalent. Aquesta resistència també es coneix com a resistència de Thévenin (Rth).
Tensió Equivalent de Thévenin
Per calcular la tensió equivalent de Thévenin, la impedància de la càrrega està en circuit obert. I troba la tensió en circuit obert a través dels terminals de la càrrega.
La tensió equivalent de Thévenin (Veq) és igual a la tensió en circuit obert mesurada a través de dos terminals de la càrrega. Aquest valor de la font de tensió ideal s'utilitza en el circuit equivalent de Thévenin.
Font Dependent Equivalent de Thévenin
Si una xarxa de circuit conté algunes fonts dependents, la resistència de Thévenin es calcula amb un mètode diferent. En aquesta condició, les fonts dependents es mantenen com estan. No pots eliminar (obrir o curt-circuitar) les fonts de tensió o corrent.
Hi ha dos mètodes per trobar la resistència de Thévenin en el cas de fonts dependents.
Mètode 1
En aquest mètode, hem de trobar la tensió de Thévenin (Vth) i la corrent de curt-circuit (Isc). Posa aquests valors en l'equació següent per trobar la resistència de Thévenin.
