Mạch tương đương THEVENIN và nguồn điện áp độc lập , Video 2B/2B

Mạch gồm hai điện trở R1, R2, một nguồn điện áp độc lập Vb=30[V] và nguồn dòng điện độc lập Ia=2[A]. Xác định mạch tương đương Thévenin tại các cực (1) và (2).
1) Mạch tương đương Thévenin gồm hai tham số mắc nối tiếp, điện trở tương đương Thévenin (Rth) và nguồn điện áp tương đương Thévenin (Vth).
2) Để tính điện trở tương đương Thévenin, chúng ta phải vô hiệu hóa/tắt các nguồn điện áp và nguồn dòng điện có trong mạch. Do đó, nguồn điện áp độc lập Vb bị vô hiệu hóa thông qua hiện tượng đoản mạch được ký hiệu bằng một dây dẫn đơn giản nối hai cực (+) và (-). Do đó, sự khác biệt điện áp của nó bằng không, hoặc 0[V] .
Vb=0[V] là tương đương với nguồn điện áp không hoạt động. Xem ghi chú ở cuối.
3) Nguồn dòng độc lập Ia bị vô hiệu hóa bằng cách cắt dây dẫn nơi đặt nguồn dòng Ia, dòng Ia hiện tại không thể chảy được nữa, hoặc Ia=0[A] .
Ia=0[A] là tương đương với nguồn dòng điện đã ngừng hoạt động. Sau đó chúng ta loại bỏ nó hoàn toàn khỏi mạch. Xem ghi chú ở cuối.
4) Bây giờ tất cả những gì còn lại là điện trở không có nguồn, do đó chúng ta có thể tính điện trở ở các cực (1) và (2) đại diện cho tổng điện trở của mạch, mà chúng ta gọi là điện trở tương đương Thévenin ở đầu (1) và (2),
hoặc Rth.
5) Rth = R tại đầu cuối (1) và (2) = (R1.R2)/(R1+R2)= (30.60)/(30+60)=20[Ôm].
Rth=20[Ôm].
6) Để tính điện áp tương đương Thévenin tại cùng điểm (1) và (2), chúng ta đặt lại tất cả các nguồn, sau đó tính toán dòng điện thông qua phương pháp nút để suy ra điện thế tại các điểm (1) và (2). Điện áp trên các cực (1) và (2) đại diện cho điện áp tương đương Thévenin đang tìm kiếm: V12=Vth.
Hoặc V12=50[V] điều này có nghĩa là Vth=50[V].
Do đó, mạch tương đương Thévenin bao gồm một nguồn Vth=50[V] mắc nối tiếp với điện trở Rth=20[Ohms].
7) Chúng ta có thể kiểm tra xem giá trị tìm thấy cho Rth và Vth có chính xác không.
Để làm được điều này, chúng ta kết nối một nguồn điện áp bên ngoài có giá trị V=1[V], để đưa dòng điện I vào mạch Thévenin, và chúng ta làm điều tương tự với mạch ban đầu. Trong cả hai trường hợp, các phép tính phải dẫn đến cùng giá trị dòng điện I được đưa vào. Nếu không thì Vth và Rth cần được xem xét lại. Trong bài tập này, chúng ta tìm thấy dòng điện được đưa vào là I = -7/3 cho cả hai mạch. Vậy là chính xác và ổn rồi.
Phương pháp xác minh chung này giúp kiểm tra Vth và Rth cho mọi trường hợp: có những trường hợp mà mạch tương đương Thévenin không có nguồn điện áp tương đương Thévenin, hoặc chỉ có một điện trở tương đương Thévenin âm, và do đó chúng ta không thể tiến hành bằng một phương pháp khác, trừ khi có một phương pháp khác....
Lưu ý:
Để tính điện trở tương đương Thévenin Rth, ta cần phải tắt các nguồn điện áp và nguồn dòng điện độc lập, vì chúng ta đang tìm giá trị điện trở cho toàn bộ mạch điện, nhưng không phải giá trị của điện áp, cũng không phải giá trị của dòng điện.
Ta không thể tắt các nguồn phụ thuộc vào điện áp hoặc phụ thuộc vào dòng điện, bởi vì chúng phụ thuộc vào một trong các tham số của mạch (i hoặc V). Ví dụ, một nguồn điện áp phụ thuộc (hoặc một điện áp phụ thuộc) có hiệu điện thế ở các cực của nó phụ thuộc vào dòng điện iR đi qua điện trở nằm ở nhánh khác của mạch điện, việc tắt nguồn phụ thuộc bằng cách đoản mạch hai cực của nó không ngăn được dòng iR chạy qua, iR nó luôn lưu thông trong điện trở nói trên nằm ở một nhánh khác với nhánh nơi đặt nguồn phụ thuộc, điều này có nghĩa là nguồn phụ thuộc vẫn tồn tại do iR hiện tại không bị hủy ở nhánh khác của mạch.
1) Việc tắt nguồn điện áp đồng nghĩa với việc làm cho điện áp ở các cực của nó bằng 0, tương đương với việc làm ngắn mạch nó bằng cách nối 2 cực (+) và (-) của nó bằng một dây dẫn điện. Khi dây dẫn đã vào đúng vị trí, dù chúng ta có loại bỏ nguồn điện áp hay để nguyên nó thì cũng không thay đổi được gì, nhưng để làm sáng sơ đồ, chúng ta loại bỏ nó hoàn toàn.
2) Việc tắt nguồn điện là tương đương với việc làm cho dòng điện rời khỏi nguồn bằng 0, và do đó ta loại bỏ nguồn điện khỏi mạch.