Skip to main content

Thevenin Teoremi Nedir ? | DC Devre Dersleri -7

THEVENİN TEOREMİ NEDİR ?

Thevenin teoremi nedir ? Thevenin teoremi nerelerde ve nasıl kullanılır ? Thevenin teoremi içerisinde neler barındırır ve nasıl çalışır ? Bu ve benzeri sorulara yanıt aradığımız Thevenin Teoremi Nedir adlı yazımızla karşınızdayız.

Başlayalım.

THEVENİN TEOREMİ NEDİR ?

Önceki üç yazımızda, Kirchhoff’un Devre Yasaları, Ağ Analizi ve son olarak Nodal Analiz kullanarak karmaşık elektrik devrelerinin çözümüne baktık. Ancak, bir devredeki herhangi bir noktada akımları ve gerilimleri hesaplayabilecekleri daha birçok “Devre Analizi Teoremi” vardır.

Bu yazıda ise daha yaygın devre analizi teoremlerinden birine , Thevenin Teoremi adlı teoreme , Kirchhoff’un yasaları ile birlikte bakacağız.

Thevenin Teoremi, “Birkaç voltaj ve direnç içeren herhangi bir doğrusal devrenin, yüke bağlı tek bir dirençle seri halinde sadece bir tek voltajla değiştirilebileceğini” belirtir.

Başka bir deyişle, ne kadar karmaşık olursa olsun herhangi bir elektrik devresini, aşağıda gösterildiği gibi bir yüke bağlı bir direnç (veya empedans) ile seri halinde sadece tek bir sabit voltaj kaynağı olan eşdeğer bir iki terminal devresine basitleştirmek mümkündür.

Thevenin Teoremi, güç ya da akü sistemlerinin devre devrelerinde ve devrenin bitişiğindeki kısmını etkileyeceği birbirine bağlı diğer direnç devrelerinde özellikle yararlıdır.

Thevenin’in eşdeğer devresi

Yük direnci (RL) söz konusu olduğunda, çoklu direnç devre elemanlarından ve enerji kaynaklarından oluşan karmaşık bir “tek port” ağ, bir tek eşdeğer direnç R ve bir tek eşdeğer voltaj Vs ile değiştirilebilir.

Rs, devreye geri kaynak direnç değeridir ve Vs, terminallerdeki açık devre gerilimidir.

Örneğin, önceki bölümdeki devreyi düşünün.

Öncelikle, devreyi analiz etmek için, A-B terminalleri boyunca bağlı olan merkez 40Ω yük direncini çıkarmalı ve voltaj kaynaklarıyla bağlantılı tüm dahili direnci kaldırmalıyız.

thevenin teoremi nedir

Bu, devreye bağlı tüm voltaj kaynaklarını, yani v = 0 olan veya bağlı olan tüm akım kaynaklarını i = 0 yapan açık devreleri keserek yapılır.

Bunun nedeni, ideal bir voltaj kaynağına veya devre analizi için akım kaynağı idealine sahip olmak istememizdir.

Eşdeğer direncin değeri Rs, A ve B terminallerinden geriye kalan toplam direnci tüm voltaj kaynakları kısa devre ile hesaplayarak bulunur.Daha sonra resimde görebileceğiniz devreyi alırız.

Eşdeğer Direnci Bul (Rs)

Gerilim Vs, aralarında açık devre olduğunda A ve B uçları arasındaki toplam gerilim olarak tanımlanmaktadır.Burada yük direnci RL bağlı değil olarak devam etmeliyiz.

10Ω direnç ile 20 Ω direnç paraleldir.

Rt = (R1XR2) / (R1+R2) = (20×10)/(20+10) = 6.67 Ω

Eşdeğer Gerilimi (Vs) bulun 

Şimdi iki gerilimi tekrar devreye almamız gerekiyor ve VS = VAB olarak döngü etrafında akan akım şöyle hesaplanır:

I = V/R = (20v – 10v )/ (20 Ω +10 Ω) = 0.33 Amps

0.33 amperlik (330mA) bu akım her iki direnç için de ortaktır, böylece 20Ω direnç veya 10Ω direnç boyunca voltaj düşüşü şu şekilde hesaplanabilir:

VAB = 20 – (20Ω x 0.33amp) = 13.33 volt.

veya

VAB = 10 + (10Ω x 0.33amp) = 13.33 volt, aynı.

Ardından Thevenin’in Eşdeğer devresi 6.67’a seri direnç ve 13.33V gerilim kaynağı olacaktı.

Devreye tekrar bağlanan 40Ω direnç sayesinde , devre etrafında akan akım şöyle verilir:

I =V/R => 13.33V/ 6.67 Ω + 40 Ω = 0.286 A

Yine, 0.286 amper aynı değeri, önceki devre analizi eğitiminde Kirchhoff’un devre yasasını kullanarak bulduk.

Thevenin teoremi başka bir devre analizi yöntemi olarak kullanılabilir ve normal paralel ve seri bağlantılarda düzenlenmiş bir veya daha fazla gerilim veya akım kaynağı ve dirençten oluşan karmaşık devrelerin analizinde özellikle yararlıdır.

Thevenin devre teoremi matematiksel olarak akım ve gerilim açısından tanımlanabilse de, büyük ağlarda Mesh Akımı Analizi veya Nodal Voltaj Analizi kadar güçlü değildir, çünkü Mesh veya Nodal analizi kullanımı genellikle herhangi bir Thevenin teoreminde gereklidir, bu nedenle başından beri de kullanılabilir.

Bununla birlikte, Thevenin’in Transistörlerin eşdeğer devreleri, aküler gibi Gerilim Kaynakları, devre tasarımında çok kullanışlıdır.

Thevenin’in Teoremi Özeti

Burada Thevenin’in teoreminin, herhangi bir karmaşık elektrik ağını, tek bir dirençli seri olarak Vs, tek bir dirençli, Rs, tek bir voltaj kaynağından oluşan basit bir devreye indirgemek için kullanılabilecek bir başka devre analiz aracı olduğunu gördük.

Terminal A ve B’den geriye bakıldığında, bu tek devre, değiştirdiği karmaşık devre ile tam olarak aynı şekilde çalışır.

Bu, A-B terminallerindeki I-V ilişkileri ile aynıdır.

Thevenin’in Teoremini kullanarak bir devreyi çözmek için temel prosedür aşağıdaki gibidir:

1. Yük direncini RL veya ilgili bileşeni çıkarın.

2. Tüm voltaj kaynaklarını kısaltarak veya tüm akım kaynaklarını açık devre yaparak RS’yi bulun.

3. Normal devre analizi yöntemleriyle VS’yi bulun.

4. Yük direnci RL’den geçen akımı bulun.

Bir sonraki derste, doğrusal dirençlerden ve kaynaklardan oluşan bir ağın, tek bir kaynak direncine paralel olarak tek bir akım kaynağına sahip eşdeğer bir devre ile temsil edilmesini sağlayan Norton Teoremine bakacağız.

THEVENİN TEOREMİ SONUÇ :

Bugün Thevenin Teoremi Nedir adlı yazımızı sizlerle paylaştık.Umuyorum faydalı birtakım bilgiler edinmişsinizdir.

İyi Çalışmalar

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.