Μαθήματα:
- Πρόγραμμα αντικατάστασης Thevenin
- Σχέδιο 1
- Σχέδιο 2
Πρόγραμμα αντικατάστασης Thevenin:
Το θεώρημα Thevenin είναι ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο εργαλείο για την απλοποίηση πολύπλοκων κυκλωμάτων. Οποιοδήποτε κύκλωμα με μία ή περισσότερες πηγές τάσης με αριθμό αντιστάσεις, μπορεί να αντικατασταθεί από 1 πηγή τάσης Eth και 1 εσωτερική αντίσταση Rth. Το Eth και το Rth που υπολογίζονται είναι σημαντικά για τον τελικό προσδιορισμό των τάσεων στις αντιστάσεις και του ρεύματος μέσω του κυκλώματος.
Σχήμα 1:
Ένα πρόγραμμα αντικατάστασης Thevenin φαίνεται παρακάτω. Το Eth αντιπροσωπεύει την πηγή τάσης και το Rth αντιπροσωπεύει την αντίσταση αντικατάστασης. Οποιοδήποτε σχήμα με πολλαπλές πηγές τάσης και πολλαπλές αντιστάσεις μπορεί να απλοποιηθεί σε αυτό το σχήμα.
Αυτό το σχήμα με 2 πηγές τάσης και 3 αντιστάσεις υπολογίζεται και απλοποιείται στο σχήμα αντικατάστασης Thevenin. Στα επόμενα βήματα, υπολογίζονται οι τάσεις και τα ρεύματα στο διάγραμμα για να προσδιοριστεί η τάση UAB (η τάση στα σημεία Α και Β).
Βήμα 1:
Βέβαιος αντίσταση αντικατάστασης του παρακάτω διαγράμματος όπου το UB2 είναι βραχυκυκλωμένο. Οι τύποι δείχνουν την επίδραση της αντίστασης αντικατάστασης και του ρεύματος.
Βραχυκύκλωμα μίας πηγής τάσης. Σε αυτήν την περίπτωση Ub2 (δείτε την εικόνα παρακάτω). Αφαιρέστε την πηγή τάσης από το διάγραμμα. Το ρεύμα 1 A ρέει από την πηγή τάσης Ub0,8. Αρχικά, πρέπει να υπολογιστεί η τάση στην αντίσταση R1, επειδή το ρεύμα την συναντά πρώτα.
Είναι σημαντικό να μην υπολογίζετε το UR2 το ίδιο με το UR1, επειδή η τάση UR1 πρέπει ακόμα να αφαιρεθεί. Αυτό συμβαίνει επειδή η τάση χάνεται από τους καταναλωτές. Στην αρχή του διαγράμματος η τάση είναι 12 Volt, αλλά όταν επιτευχθεί το μείον, η τάση πρέπει να είναι 0 Volt. Αυτό δεν συμβαίνει με τον ηλεκτρισμό! Όλο το ρεύμα που φεύγει από την μπαταρία κατανέμεται σε ολόκληρο το κύκλωμα και επανέρχεται μαζί στο αρνητικό της μπαταρίας.
Βήμα 2:
Εδώ το Ub1 έχει πλέον αφαιρεθεί από το διάγραμμα και το Ub2 έχει αντικατασταθεί. Τώρα πρέπει να προσδιοριστεί η αντίσταση αντικατάστασης και το ρεύμα λόγω Ub2.
Βήμα 3:
Τώρα ήρθε η ώρα να επαναφέρετε το πρόγραμμα στην αρχική του κατάσταση:
Εμφανίζεται η κατεύθυνση ροής και των δύο διαγραμμάτων. το πράσινο του πρώτου και το κόκκινο του δεύτερου διαγράμματος. Εάν οι κατευθύνσεις ροής είναι αντίθετες (τα βέλη είναι το ένα απέναντι από το άλλο), τότε θα υπάρξει μια προκύπτουσα ροή.
0,2 A προς τα δεξιά και 0,8 A προς τα αριστερά: διασφαλίζει ότι το 0,6 A πηγαίνει προς τα αριστερά (απλά αφαιρώντας 0,8 και 0,2).
0,4 A προς τα δεξιά και 0,4 A προς τα αριστερά: ακυρώστε το ένα το άλλο. Το ρεύμα που προκύπτει είναι 0.
Το ρεύμα κατά μήκος της αντίστασης R2 είναι γνωστό. Τώρα μπορεί να μετρηθεί η τάση UAB. Η τάση UAB είναι παράλληλη με το R2, άρα είναι ίδια. Κατ' αρχήν, η προκύπτουσα τάση στο R2 μετριέται τώρα επίσης: UAB = UR2.
Βήμα 4:
Για να δημιουργήσετε ένα χρονοδιάγραμμα αντικατάστασης Thevenin, πρέπει ακόμα να εκτελεστεί το βήμα 4. Το ανοιχτό UAB είναι γνωστό. Αυτό ονομάζεται επίσης τάση ανοιχτού ακροδέκτη, Eth ή Uth (το Eth χρησιμοποιείται σε αυτό το παράδειγμα υπολογισμού). Το Eth αντιπροσωπεύει το στέλεχος Thevenin.
Υπολογίστε το Rth:
Ο Εθ είναι γνωστός. Έτσι στο τελικό πρόγραμμα αντικατάστασης Thevenin, το Eth και το Rth θα πρέπει να αναφέρονται:
Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει το πρόγραμμα αντικατάστασης Thevenin όπως προορίζεται επίσημα. Οποιοδήποτε σχήμα με μία ή περισσότερες πηγές τάσης και αντιστάσεις μπορεί να απλοποιηθεί σε αυτό το σχήμα:
Eth = 6 βολτ
Rth = 3,3 kΩ
Σχήμα 2:
Παρακάτω είναι ένα διάγραμμα με 2 πηγές τάσης (Ub1 12,6v και Ub2 16,8v). Πρέπει να προσδιοριστεί η τάση UAB (δηλαδή η τάση στις μπλε κουκκίδες). Τα παρακάτω βήματα υπολογίζουν τις τάσεις στις αντιστάσεις και τα ρεύματα σε ολόκληρο το κύκλωμα. Στη συνέχεια, η τάση στα Α και Β μπορεί να υπολογιστεί ξανά.
Βραχυκύκλωμα 1 πηγή τάσης. Σε αυτή την περίπτωση Ub2. Αφαιρέστε την πηγή τάσης από το διάγραμμα. Το ρεύμα 1 A ρέει από την πηγή τάσης Ub1,5. Αρχικά, πρέπει να υπολογιστεί η τάση στην αντίσταση R1, επειδή το ρεύμα την συναντά πρώτα.
Ο ιστότοπός μας βρίσκεται σε πλήρη κατάσταση, ακολουθώντας τον εισηγητή. Εκτός από τα λουλούδια, τα λουλούδια, τα λουλούδια και τα λουλούδια.
Βήμα 2:
Προσδιορίστε την αντίσταση αντικατάστασης από το παρακάτω διάγραμμα. Εδώ το Ub1 έχει πλέον αφαιρεθεί από το διάγραμμα και το Ub2 έχει αντικατασταθεί. Σε αυτή την περίπτωση η αντίσταση αντικατάστασης είναι και πάλι
Βήμα 3:
Τώρα ήρθε η ώρα να επαναφέρετε το πρόγραμμα στην αρχική του κατάσταση:
Με αυτά τα δεδομένα μπορεί να υπολογιστεί η τάση UAB. Ένα ρεύμα 0,7 mA ρέει στην αντίσταση 1 kΩ R3,5. Επειδή το αριστερό μέρος του διαγράμματος (το τμήμα του Ub1) είναι ένα κλειστό κύκλωμα, το UAB υπολογίζεται με την τάση του Ub1. Το Ub2 δεν συμμετέχει τώρα, γιατί πρόκειται για έναν ακόμη κλειστό κύκλο. Αυτό γίνεται εύκολα αντιληπτό εφαρμόζοντας το Kirchhoff: Όλες οι τάσεις σε ένα κλειστό κύκλωμα είναι ίσες με 0. Μπορούμε να το αποδείξουμε:
Υπολογισμός τάσης UAB:
Σχετικές σελίδες:
