ولتاژ و مقاومت معادل تفنین: آیا این چیست؟
تئوری تفنین (معادل تفنین) چیست؟
تئوری تفنین (که به عنوان تئوری هلمهولتز-تفنین نیز شناخته می‌شود) بیان می‌کند که هر مدار خطی شامل تنها منابع ولتاژ، منابع جریان و مقاومت‌ها را می‌توان با یک ترکیب معادل از یک منبع ولتاژ (VTh) در سری با یک مقاومت واحد (RTh) متصل شده به بار جایگزین کرد. این مدار ساده‌شده به عنوان مدار معادل تفنین شناخته می‌شود.
تئوری تفنین توسط مهندس فرانسوی لئون شارل تفنین (بنابراین نام آن) اختراع شد.
تئوری تفنین برای تبدیل یک مدار الکتریکی پیچیده به یک مدار معادل تفنین دوطرفه ساده استفاده می‌شود. مدار معادل تفنین شامل یک مقاومت تفنین و منبع ولتاژ تفنین متصل شده به بار است، مانند شکل زیر.
مقاومت تفنین (Rth) نیز به عنوان مقاومت معادل شناخته می‌شود. و ولتاژ تفنین (Vth) یک ولتاژ بازدار است که در دو طرف بار اندازه‌گیری می‌شود.
این تئوری فقط برای مدارهای خطی مناسب است. اگر مدار عناصری مانند مولفه‌های نیمه‌رسانا یا مولفه‌های خروجی گازی داشته باشد، نمی‌توان تئوری تفنین را اعمال کرد.
فرمول معادل تفنین
مدار معادل تفنین شامل یک منبع ولتاژ معادل، یک مقاومت معادل و بار مانند شکل بالا (1b) است.
مدار معادل تفنین یک حلقه واحد دارد. اگر قانون ولتاژ کیرشهف (KVL) را به این حلقه اعمال کنیم، می‌توانیم جریان عبوری از بار را پیدا کنیم.
بر اساس 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")
چگونه مدار معادل تفنین را پیدا کنیم؟
مدار معادل تفنین شامل مقاومت تفنین و منبع ولتاژ تفنین است. بنابراین، باید این دو مقدار را برای مدار معادل تفنین پیدا کنیم.
مقاومت معادل تفنین
برای محاسبه مقاومت معادل تفنین، تمام منابع تغذیه را از مدار اصلی حذف کنید. منابع ولتاژ کوتاه‌مدار شده و منابع جریان باز می‌شوند.
بنابراین، مدار باقی‌مانده تنها شامل مقاومت‌ها است. حالا، مقاومت کل بین نقاط اتصال باز در دو طرف بار را محاسبه کنید.
مقاومت معادل با اتصال سری و موازی مقاومت‌ها محاسبه می‌شود. و مقدار مقاومت معادل را پیدا کنید. این مقاومت نیز به عنوان مقاومت تفنین (Rth) شناخته می‌شود.
ولتاژ معادل تفنین
برای محاسبه ولتاژ معادل تفنین، امپدانس بار بازدار شده است. و ولتاژ بازدار بین دو نقطه بار را پیدا کنید.
ولتاژ معادل تفنین (Veq) برابر با ولتاژ بازدار اندازه‌گیری شده بین دو نقطه بار است. این مقدار منبع ولتاژ ایده‌آل در مدار معادل تفنین استفاده می‌شود.
منبع وابسته معادل تفنین
اگر یک شبکه مدار شامل منابع وابسته باشد، مقاومت تفنین با روشی متفاوت محاسبه می‌شود. در این حالت، منابع وابسته به همان شکل باقی می‌مانند. نمی‌توانید منابع ولتاژ یا جریان را باز یا کوتاه کنید.
دو روش برای یافتن مقاومت تفنین در صورت وجود منابع وابسته وجود دارد.
روش ۱
در این روش، باید ولتاژ تفنین (Vth) و جریان کوتاه‌مدار (Isc) را پیدا کنیم. این مقادیر را در معادله زیر قرار دهید تا مقاومت تفنین را پیدا کنید.
![\[ R_{th} = \frac{V_{th}}{I_{sc}} \]](https://www.electrical4u.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-dedf361c21339a671d70009e82f191ac_l3.png?ezimgfmt=rs:78x39/rscb38/ng:webp/ngcb38 "Rendered by QuickLaTeX.com")
