Breve descripción del teorema de Thevenins con ejemplos

Breve descripción del teorema de Thevenins con ejemplos

La ingeniería en la corriente eléctrica y electrónica se compone de varias materias de ingeniería que incluyen temas básicos como leyes como la ley de Ohm, la ley de Kirchoff, etc., y teoremas de la red Estas leyes y teoremas se utilizan para resolver circuitos eléctricos complejos y cálculos matemáticos para encontrar parámetros de red como corriente, voltaje, etc. en el análisis de redes eléctricas. Estos teoremas de redes incluyen el teorema de Thevenins, el teorema de Norton, el teorema de reciprocidad, el teorema de superposición, el teorema de sustitución y el teorema de transferencia de potencia máxima. Aquí, en este artículo, analicemos en detalle cómo enunciar el teorema de thevenins, ejemplos del teorema de thevenins y aplicaciones del teorema de thevenins.

Teorema de Thevenins

Teorema de red que se utiliza para reducir un circuito eléctrico lineal grande y complejo que consta de varios voltajes o fuentes de corriente y varias resistencias en una pequeña, circuito electrico simple con una fuente de voltaje con una resistencia en serie conectada a través de ella se denomina teorema de las venas. El enunciado del teorema de Thevenins nos ayuda a comprender mejor el teorema de Thevenins muy fácilmente en una sola oración.


Declaración del teorema de Thevenins

El teorema de Thevenins establece que cualquier circuito lineal eléctricamente complejo se reduce a un simple circuito eléctrico con un voltaje y resistencia conectados en serie. Para comprender en profundidad el teorema de las venas, consideremos los siguientes ejemplos del teorema de las venas.



Ejemplos del teorema de Thevenins

En primer lugar, considere un circuito de ejemplo simple con dos fuentes de voltaje y tres resistencias que están conectadas para formar una red eléctrica como se muestra en la figura siguiente.

Circuito de ejemplo práctico del teorema de Thevenins 1

Circuito de ejemplo práctico del teorema de Thevenins 1

En el circuito anterior, V1 = 28V, V2 = 7V son dos fuentes de voltaje y R1 = 4 Ohm, R2 = 2 Ohm y R3 = 1 Ohm son tres resistencias entre las cuales consideremos la resistencia R2 como resistencia de carga . Como sabemos, según las condiciones de carga, la resistencia de carga varía en consecuencia y, por lo tanto, la resistencia total debe calcularse en función de cuántas resistencias están conectadas en el circuito, lo cual es muy crítico.

Circuito de ejemplo práctico del teorema de Thevenins después de eliminar la resistencia de carga

Circuito de ejemplo práctico del teorema de Thevenins después de eliminar la resistencia de carga

Entonces, para hacerlo más fácil, el teorema de las venas establece que la resistencia de carga debe retirarse temporalmente y luego calcular el voltaje y la resistencia del circuito reduciéndola a una sola fuente de voltaje con una sola resistencia en serie. Por lo tanto, el circuito equivalente formado se denomina circuito equivalente de Venins (como se muestra en la figura anterior) que tiene Fuente de voltaje llamado voltaje thevenins y resistencia equivalente llamado resistencia thevenins.


Circuito equivalente de Thevenins con Vth y Rth (sin resistencia de carga)

Circuito equivalente de Thevenins con Vth y Rth (sin resistencia de carga)

Entonces, el circuito equivalente de Thevenins se puede representar como se muestra en la figura anterior. Aquí, en este circuito es equivalente al circuito anterior (con V1, V2, R1, R2 y R3) en el que la resistencia de carga R2 está conectada a través de los terminales del circuito equivalente de la vena como se muestra en el circuito a continuación.

Circuito equivalente de Thevenins con Vth, Rth y resistencia de carga

Circuito equivalente de Thevenins con Vth, Rth y resistencia de carga

Ahora bien, ¿cómo averiguar los valores del voltaje de las venas y la resistencia de las venas? Para ello, debemos aplicar reglas básicas (basadas en un circuito en serie o paralelo que se forma después de eliminar la resistencia de carga) y también siguiendo los principios de Ley de Ohm y la ley de Krichhoff.

Aquí, en este ejemplo, el circuito formado después de eliminar la resistencia de carga es un circuito en serie. Por lo tanto, el voltaje de Thevenins o voltaje a través de los terminales de resistencia de carga que está en circuito abierto se puede determinar utilizando las leyes mencionadas anteriormente (ley de Ohm y ley de Krichhoff) y se tabulan en forma tabular como se muestra a continuación:

Forma tabular de voltaje, corriente y resistencia

Luego, el circuito se puede representar como se muestra en la figura siguiente con voltaje a través de terminales de carga abiertos, resistencias y corriente en el circuito. Este voltaje a través de los terminales de resistencia de carga abiertos se denomina voltaje de thevenins que se colocará en el circuito equivalente de thevenins.

Circuito equivalente de Thevenins con voltaje de Thevenins a través de terminales de resistencia de carga abierta

Circuito equivalente de Thevenins con voltaje de Thevenins a través de terminales de resistencia de carga abierta

Ahora, el circuito equivalente de Thevenins con resistencia de carga conectada en serie con el voltaje de Thevenins y la resistencia de Thevenins como se muestra en la figura siguiente.

Circuito equivalente de Thevenins con Vth, Rth y RLoad

Circuito equivalente de Thevenins con Vth, Rth y RLoad

Para averiguar la resistencia de Thevenins, se debe considerar el circuito original y se debe eliminar la resistencia de carga. En este circuito, similar a principio de superposición , es decir, abre en circuito las fuentes de corriente y las fuentes de voltaje de cortocircuito en el circuito. Por lo tanto, el circuito se vuelve como se muestra en la figura siguiente en la que las resistencias R1 y R3 son paralelas entre sí.

Encontrar la resistencia de Thevenins

Encontrar la resistencia de Thevenins

Por lo tanto, el circuito se puede mostrar como se muestra a continuación después de encontrar el valor de resistencia de Thevenins que es igual al valor de resistencia encontrado a partir de las resistencias paralelas R1 y R3.

Encontrar la resistencia de Thevenins en el circuito

Encontrar la resistencia de Thevenins en el circuito

Por lo tanto, el circuito equivalente de thevenins de la red de circuitos dada se puede representar como se muestra en la figura siguiente con la resistencia equivalente de thevenins calculada y el voltaje equivalente de thevenins.

Circuito equivalente de Thevenins con valores Vth, Rth y RLoad

Circuito equivalente de Thevenins con valores Vth, Rth y RLoad

Por lo tanto, se puede determinar el circuito equivalente de Thevenins con Rth y Vth y se puede formar un circuito en serie simple (a partir de un circuito de red complejo) y los cálculos se pueden analizar fácilmente. Si una resistencia se cambia repentinamente (carga), entonces este teorema se puede usar para realizar cálculos fácilmente (ya que evita el cálculo del circuito grande y complejo) calculado simplemente colocando el valor de resistencia de carga cambiado en los circuitos equivalentes Rth y Vth de las venas.

¿Sabes cuáles son los otros teoremas de redes que se utilizan normalmente en la práctica? circuitos electricos ? Luego, comparta sus puntos de vista, comentarios, ideas y sugerencias en la sección de comentarios a continuación.