Điện áp và điện trở tương đương Thevenin: Điều gì là nó?

Electrical4u

Trường dữ liệu: Điện Cơ Bản

China

Định lý Thevenin (Mạch tương đương Thevenin) là gì?

Định lý Thevenin (còn được gọi là định lý Helmholtz–Thévenin) nêu rằng bất kỳ mạch tuyến tính nào chứa chỉ có nguồn điện áp, nguồn dòng điện và điện trở có thể được thay thế bằng một tổ hợp tương đương của một nguồn điện áp (VTh) nối tiếp với một điện trở đơn lẻ (RTh) kết nối qua tải. Mạch này được gọi là mạch tương đương Thevenin.

Định lý Thevenin được phát minh bởi kỹ sư người Pháp Léon Charles Thévenin (vì vậy tên gọi).

Định lý Thevenin được sử dụng để chuyển đổi một mạch điện phức tạp thành một mạch tương đương Thevenin hai đầu đơn giản. Mạch tương đương Thevenin chứa một điện trở Thevenin và nguồn điện áp Thevenin kết nối với tải, như được hiển thị trong hình dưới đây.

企业微信截图_1710228657916.png

Định lý Thevenin

Điện trở Thevenin (Rth) còn được gọi là điện trở tương đương. Và điện áp Thevenin (Vth) là điện áp không tải giữa các đầu tải.

Định lý này chỉ phù hợp với các mạch tuyến tính. Nếu mạch có các thành phần bán dẫn hoặc thành phần xả khí, bạn không thể áp dụng Định lý Thevenin.

Công thức Tương đương Thevenin

Mạch tương đương Thevenin chứa một nguồn điện áp tương đương, điện trở tương đương và tải như được hiển thị trong hình 1(b) ở trên.

Mạch tương đương Thevenin có một vòng duy nhất. Nếu chúng ta áp dụng định luật Kirchhoff về điện áp (KVL) cho vòng này, chúng ta có thể tìm được dòng điện đi qua tải.

Theo KVL,

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

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

Cách Tìm Mạch Tương Đương Thevenin

Mạch tương đương Thevenin chứa điện trở Thevenin và nguồn điện áp Thevenin. Do đó, chúng ta phải tìm hai giá trị này cho mạch tương đương Thevenin.

Điện Trở Tương Đương Thevenin

Để tính điện trở tương đương Thevenin, hãy loại bỏ tất cả các nguồn năng lượng từ mạch gốc. Các nguồn điện áp được ngắn mạch và các nguồn dòng điện được mở.

Do đó, mạch còn lại chỉ có điện trở. Bây giờ, hãy tính tổng điện trở giữa các điểm kết nối mở qua các đầu tải.

Điện trở tương đương được tính bằng cách kết nối các điện trở theo chuỗi và song song. Và tìm giá trị của điện trở tương đương. Điện trở này cũng được gọi là điện trở Thevenin (Rth).

Điện Áp Tương Đương Thevenin

Để tính điện áp tương đương Thevenin, trở kháng tải được mở mạch. Và tìm điện áp không tải giữa các đầu tải.

Điện áp tương đương Thevenin (Veq) bằng điện áp không tải đo được giữa hai đầu tải. Giá trị của nguồn điện áp lý tưởng này được sử dụng trong mạch tương đương Thevenin.

Nguồn Tương Đương Thevenin Phụ Thuộc

Nếu mạng lưới mạch chứa một số nguồn phụ thuộc, điện trở Thevenin được tính bằng phương pháp khác. Trong trường hợp này, các nguồn phụ thuộc giữ nguyên. Bạn không thể loại bỏ (mở hoặc ngắn mạch) các nguồn điện áp hoặc dòng điện.

Có hai phương pháp để tìm điện trở Thevenin trong trường hợp có nguồn phụ thuộc.

Phương pháp 1

Trong phương pháp này, chúng ta phải tìm điện áp Thevenin (Vth) và dòng điện ngắn mạch (Isc). Đặt các giá trị này vào phương trình dưới đây để tìm điện trở Thevenin.

$R_{th} = \frac{V_{th}}{I_{sc}}$

Điện áp Thevenin giống như điện áp giữa các đầu A và B. Và chúng ta đã có giá trị của điện áp Thevenin. Dòng điện ngắn mạch được lấy bằng cách ngắn mạch các đầu tải và tìm dòng điện đi qua nhánh ngắn mạch.

Trong khi tính toán dòng điện ngắn mạch, các nguồn điện áp và dòng điện vẫn giữ nguyên. Không mở hoặc ngắn mạch các nguồn, dù là nguồn phụ thuộc hay độc lập.