Asignaturas:
- Calendario de sustitución de Thevenin
- Esquema 1
- Esquema 2
Calendario de sustitución de Thevenin:
El teorema de Thevenin es una herramienta ampliamente utilizada para simplificar circuitos complejos. Cualquier circuito con una o más fuentes de voltaje con un número resistencias, se puede sustituir por 1 fuente de tensión Eth y 1 resistencia interna Rth. Los Eth y Rth que se calculan son importantes para determinar en última instancia los voltajes a través de las resistencias y la corriente a través del circuito.
Esquema 1:
A continuación se muestra un calendario de reemplazo de Thevenin. Eth representa la fuente de voltaje y Rth representa la resistencia de reemplazo. Cualquier esquema con múltiples fuentes de voltaje y múltiples resistencias se puede simplificar a este esquema.
Este esquema con 2 fuentes de voltaje y 3 resistencias se calcula y simplifica en el esquema de reemplazo de Thevenin. En los siguientes pasos, se calculan los voltajes y corrientes en el diagrama para determinar el voltaje UAB (el voltaje en los puntos A y B).
Paso 1:
Cierto resistencia de reemplazo del diagrama siguiente donde UB2 está en cortocircuito. Las fórmulas muestran el efecto de la resistencia de reemplazo y la corriente.
Cortocircuito en una fuente de voltaje. En este caso Ub2 (ver imagen a continuación). Retire la fuente de voltaje del diagrama. De la fuente de tensión Ub1 fluye una corriente de 0,8 A. Primero, se debe calcular el voltaje a través de la resistencia R1, porque la corriente la encuentra primero.
Es importante no calcular UR2 igual que UR1, porque aún es necesario restar el voltaje UR1. Esto se debe a que los consumidores pierden voltaje. Al principio del diagrama el voltaje es de 12 Voltios, pero cuando se alcanza el negativo el voltaje debería ser de 0 Voltios. ¡Este no es el caso de la electricidad! Toda la corriente que sale de la batería se distribuye por todo el circuito y vuelve a juntarse en el negativo de la batería.
Paso 2:
Aquí Ub1 ha sido eliminado del diagrama y Ub2 ha sido reemplazado. Ahora se deben determinar la resistencia de reemplazo y la corriente debida a Ub2.
Paso 3:
Ahora es el momento de restaurar el cronograma a su estado original:
Se muestra la dirección del flujo de ambos diagramas; el verde del primero y el rojo del segundo diagrama. Si las direcciones del flujo son opuestas (las flechas están enfrentadas), entonces habrá un flujo resultante.
0,2 A a la derecha y 0,8 A a la izquierda: asegura que 0,6 A vayan a la izquierda (simplemente restando 0,8 y 0,2).
0,4 A a la derecha y 0,4 A a la izquierda: se anulan entre sí. La corriente resultante es 0.
Se conoce la corriente a través de la resistencia R2. Ahora se puede medir la tensión UAB. El voltaje UAB es paralelo a R2, por lo que son iguales. En principio, ahora también se mide la tensión resultante en R2: UAB = UR2.
Paso 4:
Para crear un programa de reemplazo de Thevenin, aún es necesario realizar el paso 4. Se conoce la apertura de la UAB. Esto también se denomina voltaje de terminal abierto, Eth o Uth (en este ejemplo de cálculo se utiliza Eth). Eth representa la cepa Thevenin.
Calcular Rth:
Se conoce la ética. Entonces, en el cronograma final de reemplazo de Thevenin, se deben indicar Eth y Rth:
El siguiente diagrama muestra el cronograma de reemplazo de Thevenin tal como está previsto oficialmente. Cualquier esquema con una o más fuentes de voltaje y resistencias se puede simplificar a este esquema:
Et = 6 voltios
Rth = 3,3 kΩ
Esquema 2:
A continuación se muestra un diagrama con 2 fuentes de voltaje (Ub1 de 12,6v y Ub2 de 16,8v). Se debe determinar la tensión UAB (es decir, la tensión en los puntos azules). Los siguientes pasos calculan los voltajes a través de las resistencias y las corrientes a través de todo el circuito. Luego se puede calcular nuevamente el voltaje entre A y B.
Cortocircuito 1 fuente de voltaje. En este caso Ub2. Retire la fuente de voltaje del diagrama. De la fuente de tensión Ub1 fluye una corriente de 1,5 A. Primero, se debe calcular el voltaje a través de la resistencia R1, porque la corriente la encuentra primero.
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Paso 2:
Determine la resistencia de reemplazo a partir del siguiente diagrama. Aquí Ub1 ha sido eliminado del diagrama y Ub2 ha sido reemplazado. En este caso, la resistencia de reemplazo es nuevamente
Paso 3:
Ahora es el momento de restaurar el cronograma a su estado original:
Con estos datos se puede calcular la tensión UAB. Una corriente de 0,7 mA fluye a través de la resistencia R1 de 3,5 kΩ. Debido a que la parte izquierda del diagrama (la parte de Ub1) es un circuito cerrado, UAB se calcula con el voltaje de Ub1. Ub2 no participa ahora, porque éste es otro círculo cerrado. Esto es fácil de ver aplicando a Kirchhoff: todos los voltajes en un circuito cerrado son iguales a 0. Podemos probar esto:
Calcular voltaje UAB:
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