Viðfangsefni:
- Thevenin skiptiáætlun
- Skema 1
- Skema 2
Thevenin skiptiáætlun:
Thevenin setningin er mikið notað tæki til að einfalda flóknar hringrásir. Hvaða hringrás sem er með einn eða fleiri spennugjafa með tölu viðnám, er hægt að skipta út fyrir 1 spennugjafa Eth og 1 innri viðnám Rth. Eth og Rth sem eru reiknuð eru mikilvæg til að ákvarða spennuna yfir viðnámunum og straumnum í gegnum hringrásina.
Skema 1:
Thevenin skiptiáætlun er sýnd hér að neðan. Eth táknar spennugjafa og Rth táknar endurnýjunarviðnám. Hægt er að einfalda hvaða kerfi sem er með marga spennugjafa og marga viðnám í þetta kerfi.
Þetta kerfi með 2 spennugjöfum og 3 viðnámum er reiknað út og einfaldað í Thevenin skiptikerfi. Í næstu skrefum eru spennur og straumar á skýringarmyndinni reiknaðir til að ákvarða spennuna UAB (spennuna í punktum A og B).
Skref 1:
Vissulega skiptiþol af myndinni hér að neðan þar sem UB2 er skammhlaup. Formúlurnar sýna áhrif endurnýjunarviðnámsins og straumsins.
Skammhlaup einn spennugjafa. Í þessu tilviki Ub2 (sjá mynd hér að neðan). Fjarlægðu spennugjafann úr skýringarmyndinni. Straumurinn 1 A streymir frá spennugjafanum Ub0,8. Fyrst þarf að reikna út spennuna yfir viðnám R1, því straumurinn hittir hana fyrst.
Mikilvægt er að reikna UR2 ekki eins og UR1, því enn þarf að draga spennuna UR1 frá. Þetta er vegna þess að spennan tapast af neytendum. Í upphafi skýringarmyndarinnar er spennan 12 volt, en þegar mínus er náð ætti spennan að vera 0 volt. Þetta er ekki raunin með rafmagn! Allur straumur sem fer úr rafhlöðunni dreifist yfir alla hringrásina og kemur aftur saman við neikvæða rafhlöðuna.
Skref 2:
Hér hefur Ub1 nú verið fjarlægt af skýringarmyndinni og Ub2 hefur verið skipt út. Nú þarf að ákvarða endurnýjunarviðnám og straum vegna Ub2.
Skref 3:
Nú er kominn tími til að endurheimta áætlunina í upprunalegt horf:
Rennslisstefna beggja skýringarmynda er sýnd; græna á fyrstu myndinni og rauða á annarri skýringarmynd. Ef flæðistefnur eru gagnstæðar (örvarnar snúa hver að annarri), þá verður flæði í kjölfarið.
0,2 A til hægri og 0,8 A til vinstri: tryggir að 0,6 A fari til vinstri (með því einfaldlega að draga 0,8 og 0,2 frá).
0,4 A til hægri og 0,4 A til vinstri: hætta við hvort annað. Straumurinn sem myndast er 0.
Straumurinn yfir viðnám R2 er þekktur. Nú er hægt að mæla spennuna UAB. Spenna UAB er samsíða R2, þannig að þau eru eins. Í grundvallaratriðum er spennan sem myndast yfir R2 nú einnig mæld: UAB = UR2.
Skref 4:
Til að búa til Thevenin skiptiáætlun þarf samt að framkvæma skref 4. UAB open er þekkt. Þetta er einnig kallað opna klemmuspennan, Eth eða Uth (Eth er notað í þessu reikningsdæmi). Eth táknar Thevenin stofninn.
Reiknaðu Rth:
Eth er þekkt. Svo í endanlegri Thevenin skiptiáætlun ætti að gefa til kynna Eth og Rth:
Myndin hér að neðan sýnir Thevenin skiptiáætlun eins og hún er opinberlega ætluð. Hægt er að einfalda hvaða kerfi sem er með einum eða fleiri spennugjafa og viðnámum í þetta kerfi:
Eth = 6 volt
Rth = 3,3 kΩ
Skema 2:
Hér að neðan er skýringarmynd með 2 spennugjöfum (Ub1 af 12,6v og Ub2 af 16,8v). Ákvarða verður spennuna UAB (þ.e. spennuna á bláu punktunum). Eftirfarandi skref reikna út spennu yfir viðnám og strauma í gegnum alla hringrásina. Þá er hægt að reikna spennuna yfir A og B aftur.
Skammhlaup 1 spennugjafi. Í þessu tilviki Ub2. Fjarlægðu spennugjafann úr skýringarmyndinni. Straumurinn 1 A streymir frá spennugjafanum Ub1,5. Fyrst þarf að reikna út spennuna yfir viðnám R1, því straumurinn hittir hana fyrst.
Lorem ipsum dolor sitja amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.
Skref 2:
Ákvarðu endurnýjunarviðnámið út frá skýringarmyndinni hér að neðan. Hér hefur Ub1 nú verið fjarlægt af skýringarmyndinni og Ub2 hefur verið skipt út. Í þessu tilviki er endurnýjunarviðnámið aftur
Skref 3:
Nú er kominn tími til að endurheimta áætlunina í upprunalegt horf:
Með þessum gögnum er hægt að reikna út spennuna UAB. Straumur upp á 0,7mA rennur yfir 1kΩ viðnám R3,5. Vegna þess að vinstri hluti skýringarmyndarinnar (hlutinn af Ub1) er lokað hringrás, er UAB reiknað með spennu Ub1. Ub2 tekur ekki þátt núna, því þetta er annar lokaður hringur. Þetta er auðvelt að sjá með því að beita Kirchhoff: Allar spennur í lokuðu hringrásinni eru jöfn 0. Við getum sannað þetta:
Reiknaðu spennu UAB:
Tengdar síður:
