Los teoremas de los circuitos eléctricos siempre son beneficiosos para ayudar a encontrar voltaje y corrientes en circuitos de múltiples bucles. Estos teoremas utilizan reglas o fórmulas fundamentales y ecuaciones básicas de las matemáticas para analizar componentes básicos de electricidad o electrónica parámetros como voltajes, corrientes, resistencias, etc. Estos teoremas fundamentales incluyen los teoremas básicos como el teorema de superposición, el teorema de Tellegen, el teorema de Norton, el teorema de transferencia de potencia máxima y los teoremas de Thevenin. Otro grupo de teoremas de redes que se utilizan principalmente en el proceso de análisis de circuitos incluye el teorema de compensación, el teorema de sustitución, el teorema de reciprocidad, el teorema de Millman y el teorema de Miller.
Teoremas de redes
Todos los teoremas de la red se analizan brevemente a continuación.
1. Teorema de la superposición
El teorema de superposición es una forma de determinar las corrientes y voltajes presentes en un circuito que tiene múltiples fuentes (considerando una fuente a la vez). El teorema de superposición establece que en una red lineal que tiene varias fuentes de tensión o corriente y resistencias, la corriente a través de cualquier rama de la red es la suma algebraica de las corrientes debidas a cada una de las fuentes cuando actúa de forma independiente.
Teorema de superposición
El teorema de superposición se usa solo en redes lineales. Este teorema se utiliza en circuitos de CA y CC, en los que ayuda a construir el circuito equivalente de Thevenin y Norton.
En la figura anterior, el circuito con dos fuentes de voltaje se divide en dos circuitos individuales de acuerdo con el enunciado de este teorema. Los circuitos individuales aquí hacen que todo el circuito parezca más simple de maneras más fáciles. Y, al combinar estos dos circuitos nuevamente después de la simplificación individual, se pueden encontrar fácilmente parámetros como caída de voltaje en cada resistencia, voltajes de nodo, corrientes, etc.
2. Teorema de Thevenin
Declaración: Una red lineal que consta de varias fuentes de voltaje y resistencias se puede reemplazar por una red equivalente que tenga una sola fuente de voltaje llamada voltaje de Thevenin (Vthv) y una sola resistencia llamada (Rthv).
Teorema de Thevenin
La figura anterior explica cómo este teorema es aplicable al análisis de circuitos. El voltaje de Thevinens se calcula mediante la fórmula dada entre los terminales A y B rompiendo el lazo en los terminales A y B. Además, la resistencia de Thevinens o la resistencia equivalente se calcula cortando las fuentes de voltaje y las fuentes de corriente de circuito abierto como se muestra en la figura.
Este teorema se puede aplicar tanto a redes lineales como bilaterales. Se utiliza principalmente para medir la resistencia con un puente de Wheatstone.
3. Teorema de Norton
Este teorema establece que cualquier circuito lineal que contenga varias fuentes de energía y resistencias puede ser reemplazado por un solo generador de corriente constante en paralelo con una sola resistencia.
Teorema de Norton
Esto también es el mismo que el del teorema de Thevinens, en el que encontramos valores de voltaje y resistencia equivalentes de Thevinens, pero aquí se determinan los valores equivalentes de corriente. El proceso de encontrar estos valores se muestra como se muestra en el ejemplo de la figura anterior.
4. Teorema de transferencia de potencia máxima
Este teorema explica la condición para que la transferencia de potencia máxima se cargue en varias condiciones de circuito. El teorema establece que la transferencia de potencia de una fuente a una carga es máxima en una red cuando la resistencia de carga es igual a la resistencia interna de la fuente. Para los circuitos de CA, la impedancia de carga debe coincidir con la impedancia de la fuente para una transferencia de potencia máxima, incluso si la carga está funcionando a diferentes factores de poder .
Teorema de transferencia de potencia máxima
Por ejemplo, la figura anterior muestra un diagrama de circuito en el que un circuito se simplifica hasta un nivel de fuente con resistencia interna utilizando el teorema de Thevenin. La transferencia de potencia será máxima cuando esta resistencia de Thevinens sea igual a la resistencia de carga. La aplicación práctica de este teorema incluye un sistema de audio en el que la resistencia del altavoz debe coincidir con la amplificador de potencia de audio para obtener el máximo rendimiento.
5. Teorema de reciprocidad
El teorema de reciprocidad ayuda a encontrar la otra solución correspondiente incluso sin más trabajo, una vez que se analiza el circuito para una solución. El teorema establece que en una red bilateral pasiva lineal, la fuente de excitación y su respuesta correspondiente pueden intercambiarse.
Teorema de reciprocidad
En la figura anterior, la corriente en la rama R3 es I3 con una sola fuente Vs. Si esta fuente se reemplaza por la rama R3 y se pone en cortocircuito la fuente en la ubicación original, entonces la corriente que fluye desde la ubicación original I1 es la misma que la de I3. Así es como podemos encontrar las soluciones correspondientes para el circuito una vez que el circuito se analiza con una solución.
6. Teorema de compensación
Teorema de compensación
En cualquier red activa bilateral, si la cantidad de impedancia se cambia del valor original a algún otro valor que lleve una corriente de I, entonces los cambios resultantes que ocurren en otras ramas son los mismos que los que habrían sido causados por la fuente de voltaje de inyección. en la rama modificada con un signo negativo, es decir, menos la corriente de voltaje y el producto de impedancia cambiado. Las cuatro figuras dadas anteriormente muestran cómo este teorema de compensación es aplicable al analizar los circuitos.
7. Teorema de Millman
Teorema de Millman
Este teorema establece que cuando cualquier número de fuentes de voltaje con resistencia interna finita está operando en paralelo, se puede reemplazar con una sola fuente de voltaje con impedancia equivalente en serie. El voltaje equivalente para estas fuentes paralelas con fuentes internas en Teorema de millman se calcula mediante la fórmula dada a continuación, que se muestra en la figura anterior.
8. Teorema de Tellegen
Teorema de Tellegen
Este teorema es aplicable a circuitos con redes lineales o no lineales, pasivas o activas e histéricas o no histéricas. Establece que la suma de la potencia instantánea en el circuito con n número de ramas es cero.
9. Teorema de sustitución
Este teorema establece que cualquier rama en una red puede ser sustituida por una rama diferente sin perturbar las corrientes y voltajes en toda la red, siempre que la nueva rama tenga el mismo conjunto de tensiones terminales y corriente que la rama original. El teorema de la sustitución se puede utilizar tanto en circuitos lineales como no lineales.
10. Teorema de Miller
Teorema de Miller
Este teorema establece que en un circuito lineal si existe una rama con impedancia Z conectada entre dos nodos con voltajes nodales, esta rama puede ser reemplazada por dos ramas que conectan los nodos correspondientes a tierra por dos impedancias. La aplicación de este teorema no solo es una herramienta eficaz para crear un circuito equivalente, sino también una herramienta para diseñar modificaciones adicionales. circuitos electrónicos por impedancia.
Todos estos son teoremas básicos de redes que se utilizan ampliamente en el análisis de circuitos eléctricos o electrónicos. Esperamos que tenga algunas ideas básicas sobre todos estos teoremas.
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Créditos fotográficos
- Teorema de superposición por keywon
- Teorema de Thevenin por hiperfísica
- Teorema de Norton por hiperfísica
- Teorema de transferencia de potencia máxima por todos los circuitos
- Teorema de reciprocidad por netlecturer
- Teorema y compensación de Tellegen por electronicspani
- Teorema de Millman por mioeléctrico
- Teorema de Miller por
