Menganalisis litar kompleks selalunya boleh menjadi tugas yang sukar, dan dalam kes itu, teorem Thevenin datang untuk menyelamatkan dengan menyediakan alat yang berkuasa untuk memudahkan dan memahami litar DC. Dengan menggunakan teorem ini, jurutera boleh memecahkan rangkaian kompleks kepada litar setara yang lebih mudah, menjadikan analisis lebih mudah diurus. Dalam artikel ini, kita akan meneroka intipati Teorem Thevenin, dan memberikan contoh praktikal untuk mengukuhkan pemahaman kita.
Teorem Thevenin
Menurut Teorem Thevenin, mana-mana rangkaian linear, dua hala yang terdiri daripada perintang, sumber voltan, dan sumber arus boleh digantikan dengan litar yang hanya menggunakan satu sumber voltan dan satu perintang sebagai setara. Litar setara Thevenin adalah nama yang diberikan kepada litar pekat ini.
Terdapat dua bahagian utama litar setara Thevenin, satu ialah voltan Thevenin (V ke ) dan satu lagi ialah rintangan Thevenin (R ke ). Voltan Thevenin mewakili voltan litar terbuka merentasi terminal yang diminati, manakala rintangan Thevenin menandakan rintangan antara terminal tersebut apabila semua sumber bebas dinyahaktifkan (digantikan dengan rintangan dalamannya).
Mengaplikasi Teorem Thevenin
Untuk menentukan litar setara Thevenin bagi litar DC kompleks tertentu, ikut langkah berikut:
Langkah 1: Kenal pasti terminal di mana anda ingin mencari litar setara.
Langkah 2: Keluarkan semua beban yang disambungkan ke terminal ini.
Langkah 3: Kira voltan litar terbuka (Vth) litar merentasi terminal.
Langkah 4: Kira rintangan Thevenin (Rth) dengan menyahaktifkan semua sumber bebas dan menentukan rintangan setara antara terminal.
Langkah 5: Bina semula litar setara Thevenin menggunakan Vth dan Rth.
Contoh
Untuk menunjukkan teorem Thevenin, saya telah mempertimbangkan litar yang mempunyai tiga rintangan secara selari dan satu rintangan beban, dan satu sumber voltan:
Mula-mula, kami mengeluarkan rintangan beban dan mengira voltan merentasi rintangan Beban jadi kerana perintang R1 dan R2 adalah dalam siri kerana tidak akan ada arus melalui R3. Untuk mengira arus yang mengalir melalui rintangan:
Sekarang meletakkan nilai:
Sekarang mengira voltan merentasi perintang:
Jadi, voltan merentasi R1 dan R2 ialah 16.5 volt yang bermaksud bahawa voltan merentasi rintangan beban juga akan menjadi 16.5 V jadi voltan Thevenin ialah 16.5 volt
Langkah 2: Sekarang pendekkan sumber voltan dalam litar dan hitung rintangan Thevenin untuk persamaan berikut:
Sekarang kita mempunyai voltan dan rintangan Thevenin, jadi sekarang menggunakan undang-undang ohm kita mengira arus beban:
Untuk mengira penggunaan voltan beban:
Di bawah ialah litar setara Thevenin untuk litar yang saya pertimbangkan sebelum ini:
Kesimpulan
Teorem Thevenin menyediakan teknik yang berkuasa untuk memudahkan litar DC kompleks menjadi litar setara Thevenin yang lebih terurus. Dengan menggantikan rangkaian lecek dengan satu sumber voltan dan perintang, jurutera boleh menganalisis dan memahami kelakuan litar dengan lebih berkesan.