แรงดันและแรงต้านเทียบเท่าเทเวนิน: คืออะไร

Electrical4u

ฟิลด์: ไฟฟ้าพื้นฐาน

China

Thevenin’s Theorem (Thevenin Equivalent) คืออะไร

ทฤษฎีของ Thevenin (หรือเรียกว่าทฤษฎี Helmholtz–Thévenin) ระบุว่าวงจรเชิงเส้นใด ๆ ที่มีเพียงแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้า, แหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า และความต้านทานสามารถแทนที่ได้ด้วยวงจรเทียบเท่าที่ประกอบด้วยแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้า (VTh) ซึ่งเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับความต้านทานเดียว (RTh) ที่เชื่อมต่อกับโหลด วงจรที่ถูกทำให้เป็นแบบง่ายนี้เรียกว่าวงจรเทียบเท่าของ Thevenin

ทฤษฎีของ Thevenin ถูกสร้างขึ้นโดยวิศวกรชาวฝรั่งเศสชื่อ Léon Charles Thévenin (ดังนั้นจึงใช้ชื่อนี้)

ทฤษฎีของ Thevenin ใช้ในการแปลงวงจรไฟฟ้าที่ซับซ้อนให้เป็นวงจรเทียบเท่าของ Thevenin ที่มีสองขา วงจรเทียบเท่าของ Thevenin มีความต้านทาน Thevenin และแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้า Thevenin ที่เชื่อมต่อกับโหลด ดังแสดงในภาพด้านล่าง

企业微信截图_1710228657916.png

ทฤษฎีของ Thevenin

ความต้านทาน Thevenin (Rth) ยังเรียกว่าความต้านทานเทียบเท่า และแรงดันไฟฟ้า Thevenin (Vth) เป็นแรงดันไฟฟ้าเปิดวงจรที่ปลายของโหลด

ทฤษฎีนี้เหมาะสมสำหรับวงจรเชิงเส้นเท่านั้น หากวงจรมีองค์ประกอบเช่น เซมิคอนดักเตอร์ หรือองค์ประกอบที่ปล่อยประจุแก๊ส คุณไม่สามารถใช้ทฤษฎีของ Thevenin ได้

สูตรของวงจรเทียบเท่า Thevenin

วงจรเทียบเท่าของ Thevenin ประกอบด้วยแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าเทียบเท่า ความต้านทานเทียบเท่า และโหลด ดังแสดงในรูปที่ 1(b) ด้านบน

วงจรเทียบเท่าของ Thevenin มีวงจรเดียว ถ้าเราใช้กฎของ KVL (Kirchhoff’s Voltage Law) กับวงจรนี้ เราสามารถหากระแสที่ผ่านโหลดได้

ตามกฎของ KVL

$V_{th} = I ( R_{th} + R_L )$

$I = \frac{V_{th}}{( R_{th} + R_L)}$

วิธีการหาวงจรเทียบเท่าของ Thevenin

วงจรเทียบเท่าของ Thevenin ประกอบด้วยความต้านทาน Thevenin และแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้า Thevenin ดังนั้น เราต้องหาค่าเหล่านี้สำหรับวงจรเทียบเท่าของ Thevenin

ความต้านทานเทียบเท่าของ Thevenin

เพื่อคำนวณความต้านทานเทียบเท่าของ Thevenin ให้เอาแหล่งกำเนิดพลังงานทั้งหมดออกจากวงจรเดิม และแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าจะถูกป้อนเข้าสู่วงจรและแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าจะเปิด

ดังนั้น วงจรที่เหลือมีแต่ความต้านทานเท่านั้น ตอนนี้ คำนวณความต้านทานรวมระหว่างจุดเชื่อมต่อที่เปิดระหว่างปลายของโหลด

ความต้านทานเทียบเท่าจะถูกคำนวณโดยการเชื่อมต่อแบบอนุกรมและขนานของความต้านทาน และหาค่าของความต้านทานเทียบเท่า ความต้านทานนี้ยังเรียกว่าความต้านทาน Thevenin (Rth)

แรงดันไฟฟ้าเทียบเท่าของ Thevenin

เพื่อคำนวณแรงดันไฟฟ้าเทียบเท่าของ Thevenin ให้โหลดมีความต้านทานเปิดวงจร และหาแรงดันไฟฟ้าเปิดวงจรระหว่างปลายของโหลด

แรงดันไฟฟ้าเทียบเท่าของ Thevenin (Veq) เท่ากับแรงดันไฟฟ้าเปิดวงจรที่วัดระหว่างสองปลายของโหลด ค่านี้ของแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้าที่สมบูรณ์จะใช้ในวงจรเทียบเท่าของ Thevenin

แหล่งกำเนิดที่ขึ้นอยู่กับ Thevenin Equivalents

หากวงจรเครือข่ายมีแหล่งกำเนิดที่ขึ้นอยู่กับบางส่วน ความต้านทาน Thevenin จะถูกคำนวณโดยวิธีที่แตกต่างกัน ในกรณีนี้ แหล่งกำเนิดที่ขึ้นอยู่กับจะถูกเก็บไว้เหมือนเดิม คุณไม่สามารถลบ (เปิดหรือป้อน) แหล่งกำเนิดแรงดันหรือกระแสไฟฟ้าได้

มีสองวิธีในการหาความต้านทาน Thevenin ในกรณีของแหล่งกำเนิดที่ขึ้นอยู่กับ