قضیه تفنین

قضیه تفنین یک اصل در مهندسی برق است که به کاهش پیچیدگی امپدانس یک مدار الکتریکی به یک امپدانس معادل منفرد می‌پردازد. این قضیه بیان می‌کند که هر شبکه الکتریکی خطی دوطرفه را می‌توان با یک مدار معادل شامل یک منبع ولتاژ سری با یک امپدانس منفرد نشان داد. ولتاژ منبع، ولتاژ بازمدار شبکه است و امپدانس، امپدانسی است که وقتی منبع ولتاژ حذف شده و دو طرف مدار به هم وصل شده، مشاهده می‌شود. قضیه تفنین به نام مهندس فرانسوی لئون شارل تفنین نامگذاری شده است که آن را در اواخر قرن نوزدهم پیشنهاد کرد.

قضیه تفنین بیان می‌کند،

هر شبکه الکتریکی خطی یا مدار پیچیده با منابع جریان و ولتاژ می‌تواند با یک مدار شامل یک منبع ولتاژ مستقل VTH و مقاومت سری RTH جایگزین شود.

IL= VTH/RTH+RL

که در آن،

جریان بار – IL

ولتاژ تفنین – VTH

مقاومت تفنین – RTH

مقاومت بار – RL

مدار معادل تفنین ابزار مفیدی برای تحلیل و طراحی مدارهای الکتریکی است زیرا این امکان را می‌دهد که مدار را با یک مدل ساده‌شده نشان داده شود. این کار درک رفتار مدار و محاسبه پاسخ آن به سیگنال‌های ورودی مختلف را بسیار آسان‌تر می‌کند.

برای تعیین مدار معادل تفنین یک مدار، مراحل زیر را می‌توان دنبال کرد:

• حذف تمام منابع مستقل از مدار و کوتکردن دو طرف.

• تعیین امپدانس مشاهده شده از دو طرف با حذف منابع. این امپدانس تفنین است.

• بازگرداندن منابع به مدار و تعیین ولتاژ بازمدار در دو طرف. این ولتاژ تفنین است.

• مدار معادل تفنین یک منبع ولتاژ با مقدار برابر با ولتاژ تفنین در سری با یک امپدانس برابر با امپدانس تفنین است.

• قضیه تفنین فقط برای شبکه‌های خطی دوطرفه قابل اعمال است. این قضیه برای مدارهای غیرخطی یا مدارهای با بیش از دو طرف قابل اعمال نیست.

منظور از ولتاژ تفنین چیست؟

ولتاژ معادل تفنین (Veq) همان ولتاژ اندازه‌گیری شده در دو طرف بار در یک مدار باز است. در مدار معادل تفنین، این مقدار خاص برای منبع ولتاژ بهینه استفاده می‌شود.

چه کاربردهایی برای قضیه تفنین وجود دارد؟

قضیه تفنین روشی ساده برای تحلیل مدارهای قدرت ارائه می‌دهد که اغلب شامل یک بار است که مقدار آن در طول تحلیل مدار تغییر می‌کند. محاسبه ولتاژ و جریان عبوری از بار با استفاده از این قضیه یک جایگزین زمان‌برآور برای دوباره محاسبه کامل مدار هر بار که یک مولفه جدید اضافه می‌شود است.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.