Karmaşık devreleri analiz etmek genellikle göz korkutucu bir görev olabilir ve bu durumda DC devrelerini basitleştirmek ve anlamak için güçlü bir araç sağlayarak Thevenin teoremi imdada yetişir. Mühendisler bu teoremi kullanarak karmaşık ağları daha basit eşdeğer devrelere bölerek analizi daha yönetilebilir hale getirebilirler. Bu yazıda Thevenin Teoreminin özünü keşfedeceğiz ve anlayışımızı sağlamlaştırmak için pratik örnekler sunacağız.
Thevenin Teoremi
Thevenin Teoremine göre, dirençlerden, gerilim kaynaklarından ve akım kaynaklarından oluşan herhangi bir doğrusal, ikili ağ, eşdeğer olarak yalnızca bir gerilim kaynağı ve bir direnç kullanan bir devre ile değiştirilebilir. Thevenin eşdeğer devresi bu yoğunlaştırılmış devreye verilen isimdir.
Thevenin eşdeğer devresinin iki ana parçası vardır, biri Thevenin voltajıdır (V inci ) ve diğeri Thevenin direncidir (R inci ). Thevenin gerilimi, ilgili terminaller arasındaki açık devre gerilimini temsil ederken, Thevenin direnci, tüm bağımsız kaynaklar devre dışı bırakıldığında (iç dirençleriyle değiştirildiğinde) bu terminaller arasındaki direnci belirtir.
Thevenin Teoremini Uygulamak
Belirli bir karmaşık DC devresinin Thevenin eşdeğer devresini belirlemek için şu adımları izleyin:
Adım 1: Eşdeğer devreyi bulmak istediğiniz terminalleri tanımlayın.
Adım 2: Bu terminallere bağlı tüm yükleri çıkarın.
Aşama 3: Terminaller arasındaki devrenin açık devre gerilimini (Vth) hesaplayın.
Adım 4: Tüm bağımsız kaynakları devre dışı bırakarak ve terminaller arasındaki eşdeğer direnci belirleyerek Thevenin direncini (Rth) hesaplayın.
Adım 5: Thevenin eşdeğer devresini Vth ve Rth kullanarak yeniden oluşturun.
Örnek
Thevenin teoremini göstermek için, paralel bağlı üç dirence ve bir yük direncine ve bir voltaj kaynağına sahip bir devreyi düşündüm:
İlk olarak, yük direncini kaldırıyoruz ve R1 ve R2 dirençleri seri olduğundan, R3 üzerinden akım olmayacağından Yük direnci üzerindeki voltajı hesaplıyoruz. Dirençlerden geçen akımı hesaplamak için:
Şimdi değerleri yerleştirmek:
Şimdi dirençler arasındaki voltajları hesaplıyoruz:
Bu nedenle, R1 ve R2 üzerindeki voltaj 16,5 volttur, bu da yük direnci üzerindeki voltajın da 16,5 V olacağı anlamına gelir, dolayısıyla Thevenin voltajı 16,5 volt olur.
Adım 2: Şimdi devredeki voltaj kaynağını kısaltın ve aşağıdaki denklem için Thevenin direncini hesaplayın:
Şimdi Thevenin voltajımız ve direncimiz var, bu yüzden şimdi ohm yasasını kullanarak yük akımını hesaplıyoruz:
Yük voltajını hesaplamak için şunu kullanın:
Daha önce düşündüğüm devre için Thevenin eşdeğer devresi aşağıdadır:
Çözüm
Thevenin Teoremi, karmaşık DC devrelerini daha yönetilebilir Thevenin eşdeğer devrelerine basitleştirmek için güçlü bir teknik sağlar. Karışık ağları tek bir voltaj kaynağı ve dirençle değiştirerek, mühendisler devre davranışını daha etkili bir şekilde analiz edebilir ve anlayabilir.