نظرية Thevenin: دليل خطوة بخطوة لتحليل دائرة التيار المستمر

غالبًا ما يكون تحليل الدوائر المعقدة مهمة شاقة ، وفي هذه الحالة ، تأتي نظرية Thevenin للإنقاذ من خلال توفير أداة قوية لتبسيط وفهم دوائر التيار المستمر. باستخدام هذه النظرية ، يمكن للمهندسين تقسيم الشبكات المعقدة إلى دوائر مكافئة أبسط ، مما يجعل التحليل أكثر قابلية للإدارة. في هذه المقالة ، سوف نستكشف جوهر نظرية Thevenin ، ونقدم أمثلة عملية لترسيخ فهمنا.

نظرية Thevenin

وفقًا لنظرية Thevenin ، يمكن استبدال أي شبكة خطية ثنائية تتكون من مقاومات ومصادر جهد ومصادر تيار بدائرة تستخدم مصدر جهد واحد ومقاوم واحد فقط كمكافئ. الدائرة المكافئة thevenin هي الاسم الذي يطلق على هذه الدائرة المكثفة.

يوجد جزءان أساسيان من دائرة مكافئ Thevenin ، أحدهما هو Thevenin voltage (V. _ذ ) والآخر هو مقاومة Thevenin (R _ذ ). يمثل جهد Thevenin جهد الدائرة المفتوحة عبر المحطات المعنية ، بينما تشير مقاومة Thevenin إلى المقاومة بين تلك المحطات عندما يتم إلغاء تنشيط جميع المصادر المستقلة (يتم استبدالها بمقاوماتها الداخلية).

تطبيق نظرية Thevenin

لتحديد الدائرة المكافئة Thevenin لدائرة DC معقدة معينة ، اتبع الخطوات التالية:

خطوة 1: حدد المحطات التي ترغب في العثور على الدائرة المكافئة عبرها.

الخطوة 2: قم بإزالة جميع الأحمال المتصلة بهذه المحطات.

الخطوه 3: احسب جهد الدائرة المفتوحة (Vth) للدائرة عبر المحطات.

الخطوة الرابعة: احسب مقاومة Thevenin (Rth) بإلغاء تنشيط جميع المصادر المستقلة وتحديد المقاومة المكافئة بين المحطات.

الخطوة الخامسة: أعد بناء دائرة Thevenin المكافئة باستخدام Vth و Rth.

مثال

لإثبات نظرية Thevenin ، لقد فكرت في دائرة بها ثلاث مقاومات على التوازي ومقاومة حمل واحدة ، ومصدر جهد واحد:

أولاً ، نزيل مقاومة الحمل ونحسب الجهد عبر مقاومة الحمل ، لذلك نظرًا لأن المقاومات R1 و R2 متسلسلة حيث لن يكون هناك تيار خلال R3. لحساب التيار المتدفق عبر المقاومة:

الآن وضع القيم:

الآن حساب الفولتية عبر المقاومات:

لذا ، فإن الجهد عبر R1 و R2 هو 16.5 فولت مما يعني أن الجهد عبر مقاومة الحمل سيكون أيضًا 16.5 فولت لذا فإن جهد Thevenin هو 16.5 فولت

الخطوة 2: الآن قم بقصر مصدر الجهد في الدائرة وحساب مقاومة Thevenin للمعادلة التالية:

الآن لدينا جهد ومقاومة Thevenin ، لذا باستخدام قانون أوم ، نحسب تيار الحمل:

لحساب جهد الحمل ، استخدم:

يوجد أدناه دائرة مكافئة Thevenin للدائرة التي فكرت فيها سابقًا:

خاتمة

توفر نظرية Thevenin's Theorem تقنية قوية لتبسيط دوائر التيار المستمر المعقدة إلى دوائر مكافئة لـ Thevenin أكثر قابلية للإدارة. من خلال استبدال الشبكات المهروسة بمصدر جهد واحد ومقاوم ، يمكن للمهندسين تحليل وفهم سلوك الدائرة بشكل أكثر فعالية.