L'analyse de circuits complexes peut souvent être une tâche ardue, et dans ce cas, le théorème de Thevenin vient à la rescousse en fournissant un outil puissant pour simplifier et comprendre les circuits CC. En utilisant ce théorème, les ingénieurs peuvent décomposer des réseaux complexes en circuits équivalents plus simples, ce qui rend l'analyse plus facile à gérer. Dans cet article, nous explorerons l'essence du théorème de Thevenin et fournirons des exemples pratiques pour solidifier notre compréhension.
Théorème de Thévenin
Selon le théorème de Thevenin, tout réseau bilatéral linéaire composé de résistances, de sources de tension et de sources de courant peut être remplacé par un circuit qui n'utilise qu'une source de tension et une résistance comme équivalent. Le circuit équivalent de Thevenin est le nom donné à ce circuit condensé.
Il y a deux parties principales du circuit équivalent de Thevenin, l'une est la tension de Thevenin (V e ) et l'autre est la résistance de Thevenin (R e ). La tension Thevenin représente la tension en circuit ouvert aux bornes d'intérêt, tandis que la résistance Thevenin signifie la résistance entre ces bornes lorsque toutes les sources indépendantes sont désactivées (remplacées par leurs résistances internes).
Application du théorème de Thevenin
Pour déterminer le circuit équivalent Thevenin d'un circuit DC complexe donné, procédez comme suit :
Marcher 1: Identifiez les bornes à travers lesquelles vous souhaitez trouver le circuit équivalent.
Étape 2: Retirez toutes les charges connectées à ces bornes.
Étape 3: Calculer la tension en circuit ouvert (Vth) du circuit aux bornes.
Étape 4: Calculer la résistance Thevenin (Rth) en désactivant toutes les sources indépendantes et en déterminant la résistance équivalente entre les bornes.
Étape 5 : Reconstruire le circuit équivalent de Thevenin en utilisant Vth et Rth.
Exemple
Pour démontrer le théorème de Thevenin, j'ai considéré un circuit ayant trois résistances en parallèle et une résistance de charge, et une source de tension :
Tout d'abord, nous supprimons la résistance de charge et calculons la tension aux bornes de la résistance de charge. Ainsi, puisque les résistances R1 et R2 sont en série, il n'y aura pas de courant à travers R3. Pour calculer le courant traversant les résistances :
Placer maintenant les valeurs :
Calculons maintenant les tensions aux bornes des résistances :
Ainsi, la tension aux bornes de R1 et R2 est de 16,5 volts, ce qui signifie que la tension aux bornes de la résistance de charge sera également de 16,5 V, donc la tension de Thevenin est de 16,5 volts.
Étape 2: Court-circuitez maintenant la source de tension dans le circuit et calculez la résistance de Thevenin pour cela, voici l'équation :
Nous avons maintenant notre tension et notre résistance de Thevenin, alors maintenant, en utilisant la loi d'ohms, nous calculons le courant de charge :
Pour calculer la tension de charge, utilisez :
Vous trouverez ci-dessous le circuit équivalent de Thevenin pour le circuit que j'ai considéré précédemment :
Conclusion
Le théorème de Thevenin fournit une technique puissante pour simplifier les circuits CC complexes en circuits équivalents de Thevenin plus gérables. En remplaçant les réseaux mélangés par une source de tension et une résistance uniques, les ingénieurs peuvent analyser et comprendre plus efficacement le comportement du circuit.