Электричество



ЭКСПЕРИМЕНТ Теорема Тевенина-Гельмгольца


Цели

После проведения данного эксперимента Вы сможете продемонстрировать и проверить теорему Тевенина-Гельмгольца и использовать ее для анализа схем.

Необходимые принадлежности

* Цифровой мультиметр

* Макетная панель

* Источник постоянного напряжения

* Резисторы — 1/4 Вт, 5%:

один резистор 470 Ом, один резистор 1 кОм, один резистор 2, 2 кОм, один резистор 3, 3 кОм.

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

Теорема Тевенина-Гельмгольца в значительной степени облегчает анализ и разработку электронных схем. Эта теорема позволяет Вам заменить сложную схему, включенную между источником питания и нагрузкой, единственным последовательно включенным резистором. Для примера, предположим, что Вы желаете проанализировать работу схемы, представленной на рисунке 11-1.

Постановка задачи

Конкретно Вы желаете узнать нагрузку или выходное напряжение для различных значений сопротивления нагрузки RL. Всякий раз, когда Вы изменяете RL, Вам надо найти полное сопротивление и общий ток, токи в ветвях и падения напряжения. Этот процесс несложен, но утомителен и требует затрат времени.

1-111.jpg

Рис. 11-1.

1-112.jpg

Рис. 11-2.

Решение

Используя теорему Тевенина-Гельмгольца, можно заменить всю сложную схему, включенную между источником питания и нагрузкой, единственным последовательно включенным резистором с сопротивлением, которое называется эквивалентным сопротивлением Тевенина, R . Источник питания заменяется источником питания с другим напряжением, величина которого называется эквивалентным напряжением Тевенина, Vтн (см. рис. 11-2).

В своей совокупности эквивалентное напряжение Тевенина и эквивалентное сопротивление Тевенина формируют напряжение на любой нагрузке и ток в ней с теми же значениями, которые формируются и оригинальной схемой. В результате схемный анализ становится значительно более простым, поскольку весь расчет теперь сводится к расчету простой последовательной схемы.

Шаги

Самый легкий способ для определения эквивалентов Тевенина — это их измерение в конкретной схеме. Чтобы сделать это для рисунка ll-l, удалите нагрузку и, при наличии приложенного

напряжения источника питания, измерьте напряжение между точками включения нагрузки А и В.


Содержание  Назад  Вперед