Emner:
- Thevenin utskiftingsplan
- Skjema 1
- Skjema 2
Thevenin erstatningsplan:
Thevenin-teoremet er et mye brukt verktøy for å forenkle komplekse kretsløp. Enhver krets med en eller flere spenningskilder med et nummer motstander, kan erstattes av 1 spenningskilde Eth og 1 intern motstand Rth. Eth og Rth som beregnes er viktige for til slutt å bestemme spenningene over motstandene og strømmen gjennom kretsen.
Opplegg 1:
En erstatningsplan for Thevenin er vist nedenfor. Eth representerer spenningskilden og Rth representerer erstatningsmotstanden. Ethvert skjema med flere spenningskilder og flere motstander kan forenkles til dette skjemaet.
Denne ordningen med 2 spenningskilder og 3 motstander er beregnet og forenklet til Thevenin-erstatningsskjemaet. I de neste trinnene beregnes spenningene og strømmene i diagrammet for å bestemme spenningen UAB (spenningen i punktene A og B).
Trinn 1:
Sikker erstatningsmotstand av diagrammet under der UB2 er kortsluttet. Formlene viser effekten av erstatningsmotstanden og strømmen.
Kortslutt én spenningskilde. I dette tilfellet Ub2 (se bildet nedenfor). Fjern spenningskilden fra diagrammet. Strømmen på 1 A strømmer fra spenningskilden Ub0,8. Først må spenningen over motstanden R1 beregnes, fordi strømmen møter den først.
Det er viktig å ikke beregne UR2 det samme som UR1, fordi spenningen UR1 fortsatt må trekkes fra. Dette er fordi spenningen går tapt av forbrukerne. I begynnelsen av diagrammet er spenningen 12 volt, men når minus er nådd skal spenningen være 0 volt. Slik er det ikke med elektrisitet! All strøm som går ut av batteriet fordeles over hele kretsen og samles igjen ved minus på batteriet.
Trinn 2:
Her er Ub1 nå fjernet fra diagrammet og Ub2 er erstattet. Nå må erstatningsmotstanden og strømmen på grunn av Ub2 bestemmes.
Trinn 3:
Nå er det på tide å gjenopprette tidsplanen til sin opprinnelige tilstand:
Strømningsretningen til begge diagrammene er vist; det grønne i det første og det røde i det andre diagrammet. Hvis strømningsretningene er motsatte (pilene vender mot hverandre), vil det være en resulterende strømning.
0,2 A til høyre og 0,8 A til venstre: sikrer at 0,6 A går til venstre (ved ganske enkelt å trekke fra 0,8 og 0,2).
0,4 A til høyre og 0,4 A til venstre: kansellere hverandre. Den resulterende strømmen er 0.
Strømmen over motstand R2 er kjent. Nå kan spenningen UAB måles. Spenningen UAB er parallell med R2, så de er like. I prinsippet måles nå også den resulterende spenningen over R2: UAB = UR2.
Trinn 4:
For å lage en Thevenin-erstatningsplan, må trinn 4 fortsatt utføres. UAB open er kjent. Dette kalles også åpen klemmespenning, Eth eller Uth (Eth brukes i dette regneeksemplet). Eth representerer Thevenin-stammen.
Beregn Rth:
Eth er kjent. Så i den endelige Thevenin-erstatningsplanen bør Eth og Rth angis:
Diagrammet nedenfor viser Thevenin-utskiftingsplanen slik den offisielt er ment. Ethvert skjema med en eller flere spenningskilder og motstander kan forenkles til dette skjemaet:
Eth = 6 volt
Rth = 3,3 kΩ
Opplegg 2:
Nedenfor er et diagram med 2 spenningskilder (Ub1 på 12,6v og Ub2 på 16,8v). Spenningen UAB må bestemmes (dvs. spenningen på de blå prikkene). De følgende trinnene beregner spenningene over motstandene og strømmene gjennom hele kretsen. Spenningen over A og B kan da beregnes på nytt.
Kortslutning 1 spenningskilde. I dette tilfellet Ub2. Fjern spenningskilden fra diagrammet. Strømmen på 1 A strømmer fra spenningskilden Ub1,5. Først må spenningen over motstanden R1 beregnes, fordi strømmen møter den først.
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.
Trinn 2:
Bestem erstatningsmotstanden fra diagrammet nedenfor. Her er Ub1 nå fjernet fra diagrammet og Ub2 er erstattet. I dette tilfellet er erstatningsmotstanden igjen
Trinn 3:
Nå er det på tide å gjenopprette tidsplanen til sin opprinnelige tilstand:
Med disse dataene kan spenningen UAB beregnes. En strøm på 0,7mA flyter over 1kΩ motstanden R3,5. Fordi den venstre delen av diagrammet (delen av Ub1) er en lukket krets, beregnes UAB med spenningen til Ub1. Ub2 deltar ikke nå, fordi dette er nok en lukket krets. Dette er lett å se ved å bruke Kirchhoff: Alle spenninger i en lukket krets er lik 0. Vi kan bevise dette:
Beregn spenning UAB:
Relaterte sider:
