Name: thevenin circuit equivalents
Uploaded: 2024-04-11T12:48:31.000Z
Duration: 1 min 15 s
Channel: JoVE

Thevenin teoremi, herhangi bir doğrusal iki terminalli devrenin, bir dirençle seri olarak tek bir voltaj kaynağına sahip eşdeğer bir devre ile değiştirilebileceğini belirtir.
Yük olmadığında, açık terminallerdeki voltaj Thévenin voltajı olacaktır.
Thévenin direnişini bulmak için tüm bağımsız kaynaklar kapatılır. Daha sonra terminallerde görülen direniş Thévenin direncidir.
Devre bağımlı kaynaklar içeriyorsa, bağımsız kaynaklar yine de kapalıdır, ancak terminallerde bilinen bir test kaynağı uygulanır.
Elde edilen terminal voltajından veya akımından Thévenin direnci belirlenebilir.
Son olarak, yük eşdeğer devreye bağlanır. Yükten geçen akım, akım bölücü formülü kullanılarak hesaplanır. Ohm Yasası kullanılarak, yük üzerindeki Thévenin voltajı belirlenir.
Bir pil, Thévenin eşdeğer devresi olarak temsil edilebilir. Thévenin voltajı, pilin açık devre voltajıdır ve direnç, iç direncidir.
Thévenin parametrelerini bilerek, tüm devreyi yeniden incelemeden çeşitli yükler için akımı hesaplamak kolaydır.

thevinin teoremi

Thévenin teoremi, elektrik devresi analizinde çok önemli bir rol oynar ve bir devre içindeki değişken yüklerin yarattığı zorluklara bir çözüm sunar. Pratik uygulamalarda, bazı elemanların sabit kaldığı, diğerlerinin ise dalgalandığı, genellikle "yük" olarak adlandırılan devrelerle karşılaşmak yaygındır. Tipik bir ev elektrik prizi, her biri kendine özgü elektriksel özelliklere sahip çeşitli cihazlara bağlanabildiği için değişken yükün başlıca örneği olarak hizmet eder. Her yeni cihaz takıldığında veya çıkarıldığında tüm devrenin yeni bir analize ihtiyacı vardır. Thévenin teoremi, devrenin sabit kısmını eşdeğer bir devreyle değiştiren ve böylece analiz ve tasarımı basitleştiren bir teknik sağlar.

Thévenin teoremi, doğrusal iki terminalli bir devrenin, bir dirençle seri halinde bir gerilim kaynağından oluşan eşdeğer bir devre ile temsil edilebileceğini belirtir. Bu eşdeğer devre, orijinal devrenin davranışını harici bir perspektiften etkili bir şekilde kapsar. Bu Thévenin eşdeğer devresini iki kritik parametre tanımlar: terminallerdeki açık devre gerilimine karşılık gelen Thévenin eşdeğer gerilimi (VTh) ve terminallerdeki giriş veya eşdeğer direnci temsil eden Thévenin eşdeğer direnci (RTh) bağımsız kaynaklar devre dışı bırakılır.

Konsepti daha iyi açıklamak için, Figure 1 ve Figure 2'de gösterilen iki devreyi düşünün. Bu devreler, terminallerinde aynı gerilim-akım ilişkisini paylaştıklarında eşdeğer kabul edilir. Terminaller açık devre bırakıldığında hiçbir akım akışı olmayacak şekilde açık terminaller arasındaki gerilim, Thévenin gerilimi olacaktır. Tüm bağımsız kaynaklar kapatıldığında. O zaman terminallerde görülen direnç Thévenin direncidir.

<img alt="Figure1" src="/files/ftp_upload/15053/15053_PT_Figure_1.svg" style="text-align: center; height: 128px;" />

Figure 1

<img alt="Equation1" src="/files/ftp_upload/15053/15053_PT_Equation_1.svg" style="text-align: center; height: 14px;" />

<img alt="Figure2" src="/files/ftp_upload/15053/15053_PT_Figure_2.svg" style="text-align: center; height: 128px;" />

Figure 2

<img alt="Equation2" src="/files/ftp_upload/15053/15053_PT_Equation_2.svg" style="text-align: center; height: 14px;" />

Bu fikri pratikte uygulamak ve Thévenin direncini belirlemek için iki senaryoyu dikkate almalıyız:

SENARYO 1: Ağın bağımlı kaynak içermediği durumlarda, tüm bağımsız kaynaklar devre dışı bırakılır ve a ve b terminalleri arasında görülen direnç olan giriş direnci belirlenir.

SENARYO 2: Ağ bağımlı kaynakları içerdiğinde, tüm bağımsız kaynakları devre dışı bırakmaya devam edin. Ancak bağımlı kaynakları devre değişkenleri tarafından kontrol edildikleri için devre dışı bırakmaktan kaçının.

Thévenin direncinin (RTh) değerinin bazen negatif olabileceğini, devrenin güç tüketmek yerine güç sağladığını belirtmekte fayda var. Bu senaryo bağımlı kaynaklara sahip devrelerde mümkündür.

Thevinin Teoremi

Thevenin teoremi, herhangi bir doğrusal iki terminalli devrenin, seri olarak tek bir voltaj kaynağına sahip eşdeğer bir devre ile değiştirilebileceğini belirtir.

Education

JoVE Core

Electrical Engineering

Elektrik Mühendisliği

Unit 1

Ünite 1

DC Circuit Analysis

Doğru Akım (DA) Devre Analizi

KEY TERMS AND CONCEPTS

TEMEL TERİMLER VE KAVRAMLAR

Thevinin's Theorem

thevenin circuit equivalents

Thevenin circuit equivalents simplify linear two-terminal circuits by replacing the fixed part of a network with one equivalent source and one resistor. This method is useful when a circuit has a fixed section and a load that can change. A household electrical outlet is a familiar example, because different appliances can be plugged in or removed. Each change in load can require a new circuit analysis, so an equivalent circuit makes the work easier.

Thevenin's theorem states that a linear two-terminal circuit can be represented by a voltage source in series with a resistor. From the outside, this equivalent circuit has the same behavior as the original network. Two circuits are considered equivalent when they have the same voltage-current relationship at their terminals. The Thevenin equivalent voltage, VTh, is the open-circuit voltage at the terminals, and the Thevenin equivalent resistance, RTh, is the input resistance seen at the terminals when the independent sources are turned off.

To find the Thevenin resistance, the method depends on the kind of sources in the network. If the circuit has no dependent sources, all independent sources are deactivated and the resistance between terminals a and b is found. If the network includes dependent sources, the independent sources are still turned off, but the dependent sources stay active because they are controlled by circuit variables. In some cases, RTh can be negative. That means the circuit is supplying power instead of consuming it, which can happen in circuits with dependent sources.

Thevenin Circuit Equivalents

nodal analysis

Using Node Voltages in Circuit Analysis

Nodal analysis uses node voltages to simplify circuit analysis. In this method, the voltage at each node becomes the main variable. Once those voltages are known, they can be used to find other values, such as the current through specific circuit parts. The process begins by choosing a reference node, also called a datum node. This node is selected for convenience and assigned a voltage of zero. The other nodes, called non-reference nodes, are then measured relative to that point. In the...

nodal analysis with voltage sources

Supernode Equations in Nodal Analysis

Nodal analysis uses node voltages and Kirchhoff’s laws to solve circuits with voltage sources. It is a systematic method for breaking a complex circuit into smaller parts that are easier to analyze. In this example, the circuit includes four resistors and two voltage sources. One voltage source is connected between a non-reference node and the reference node. In that case, the non-reference node voltage can be written directly as the source voltage. This removes one unknown and makes the...

mesh analysis

Mesh Currents for Circuit Analysis

Mesh currents give students a simpler way to analyze planar circuits. In mesh analysis, the unknowns are currents, not voltages. The method uses Kirchhoff's voltage law, or KVL, to build the equations needed to solve the circuit. A mesh is a closed loop in a circuit that does not contain any smaller loops inside it. Each independent mesh is assigned a mesh current, and this current is usually drawn in the clockwise direction. These mesh currents are used as the main circuit variables during...

mesh analysis with current sources

Current Sources in Mesh Circuit Analysis

Current sources make mesh circuit analysis easier because they can reduce the number of equations needed. This applies to both independent and dependent current sources. The method depends on where the current source is placed in the circuit. When a current source appears in only one mesh, the setup is simple. Assign mesh currents as usual, but leave out the mesh that contains the current source from the equation process. Then apply Kirchhoff's voltage law, or KVL, to the remaining mesh to get...

source transformation

Circuit Source Equivalents

Circuit source equivalents make it easier to simplify electrical circuits in circuit analysis. A source transformation replaces a voltage source in series with a resistor by a current source in parallel with a resistor, or it replaces a current source in parallel with a resistor by a voltage source in series with a resistor. The key idea is that the equivalent resistance at the circuit terminals stays the same when the original sources are turned off. When making the change, the current source...

linear circuits

Circuit Linearity and Resistor Behavior

Circuit linearity describes how a circuit responds when its input changes. A linear circuit has an output that is directly proportional to its input. This behavior follows two rules: homogeneity and additivity. Homogeneity means that if the input, or excitation, is multiplied by a constant factor, the response is multiplied by the same factor. For example, if the current is increased by a constant k, the voltage also increases by k times. Additivity means that the response to a sum of inputs...

superposition theorem

Analyzing Circuits with Superposition

Superposition is a circuit analysis method for linear circuits with more than one independent source. It lets you find the voltage across or current through an element by adding the separate effects of each source acting alone. To use superposition, keep one independent source active and turn off the others. A voltage source is replaced by a short circuit, and a current source is replaced by an open circuit. Then calculate the output from the single active source. Repeat the process for each...

thevinin's theorem

Thevenin circuit equivalents simplify linear two-terminal circuits by replacing the fixed part of a network with one equivalent source and one resistor. This method is useful when a circuit has a fixed section and a load that can change. A household electrical outlet is a familiar example, because different appliances can be plugged in or removed. Each change in load can require a new circuit analysis, so an equivalent circuit makes the work easier. Thevenin's theorem states that a linear...

norton's theorem

Norton Equivalent Circuit in DC Analysis

Norton equivalent circuit in DC analysis shows how a linear two-terminal circuit can be replaced by a simpler network. The replacement uses a current source, called I_N, in parallel with a resistor, called R_N. I_N is the short-circuit current through the terminals, and R_N is the input or equivalent resistance seen at the terminals when the independent sources are turned off. To find Norton's resistance, all independent sources in the circuit are set to zero. The resistance measured at the...

maximum power transfer

Load Matching in Thevenin Circuits

Load matching in Thevenin circuits helps a source deliver the most power to a connected load. This matters in engineering fields such as telecommunications, where power delivery must be optimized. Even then, internal losses can be significant and may equal or exceed the power sent to the load. The Thevenin equivalent circuit is a useful way to study this situation. It replaces the full linear circuit with a simpler source and resistance while keeping the load in place. In this setup, the load...

design example: strain gauge bridge or wheatstone bridge

design-example-strain-gauge-bridge-or-wheatstone-bridge

Wheatstone Bridge Output for Strain Gauge Design

A strain gauge and Wheatstone bridge work together to turn mechanical strain into an electrical signal. In engineering, this setup is often used to measure force or pressure. Each part of the bridge has a resistance that changes slightly when strain is applied. The main goal is to turn a very small voltage output into a larger, easier-to-read signal. A voltmeter can then measure that output more clearly. To do this, an engineer designs the strain gauge circuit and figures out how much...

key terms and concepts

Learn how Thevenin’s theorem replaces a linear two-terminal circuit with a voltage source and resistor, and how to find VTh and RTh in circuit analysis.

Thevenin Circuit Equivalents | JoVE K12

JoVE Core Elektrik Mühendisliği, devre analizi teknikleriyle birlikte elektrik devrelerinin temel kavramlarını kapsayan, anlaşılması kolay animasyonlu videolar sunar. Operasyonel amplifikatörler ve devre dönüşümü kavramlarını kullanarak birinci dereceden ve ikinci dereceden devreleri içerir. Pratik tasarım örneklerinin ve gerçek dünya uygulamalarının bilim insanlarınca hazırlanan videolar aracılığıyla dahil edilmesi, karmaşık kavramları erişilebilir hale getirerek önemli bir eğitim değeri katmaktadır.

electrical engineering

Thevenin Circuit Equivalents

Description

Transcript

Tags