Thévenin teoremi

Thévenin teoremi, bir elektrik devresinde gerekli dönüşümler yapıldıktan sonra, devrenin bir gerilim kaynağı ile ona seri bağlı bir direnç ile gösterilmesidir. Elde edilen devreye Thevenin eşdeğeri denir. Gerilim kaynakları kısa devre, akım kaynakları ise açık devre yapılarak Thevenin eşdeğer direnci bulunur. Burada amaç karmaşık olan devreyi basitleştirmek, devreyi daha kolay değerlendirmektir.

Thévenin teoremi en çok bağımlı kaynaklarının dönüşümünde işimize yarar. Bağımlı kaynağın etkisi devrede Thévenin eşdeğer direnci olarak kendini gösterir. Böylece devreyi bağımlı kaynaklardan arındırılmış bir şekilde çözebiliriz.Şunu da unutmayalım:Bağımsız kaynaklar (akım kaynakları açık devre yapılarak gerilim kaynakları kısa devre yapılarak)iptal edilebilinirken bu durum bağımlı kaynaklar için söz konusu değildir. Devre çözümlerinde bağımlı kaynak var ise akımı bulmak için Kirchoff yasalarını devreye uygularız.Gerilim yasası gereğince devreyi takip eden tüm eleman değerlerinin toplam değeri 0 (sıfır) olacağına göre bu yöntem bize kolaylık sağlar.

Thévenin teoremi ile devre çözerken şu adımlar takip edilmelidir:

• Devrede bağımsız kaynaklar iptal edilir (Akım kaynakları açık devre, gerilim kaynakları kısa devre yapılır).
• Devrenin iki açık ucu arasındaki dirençlerin eş değeri (Rth) bulunur.
• İptal edilen kaynaklarımızı tekrar devreye dahil ederek akımın değeri ölçülür.
• Açık uçlar arasından görülen direnç değerinin bulduğumuz akım değeri ile çarpılarak gerilim eş değeri (Eth) bulunur.
• Devremizde artık Gerilim thevenin eş değeri, direnç thevenin eş değeri ve açık uçlar arasında daha evveleden iptal edilen herhangi bir direnç değeri (Rab) bulunur.

1853'te Hermann von Helmholtz ve 1883'te Léon Charles Thévenin birbirlerinden bağımsız bu teoremi geliştirmiştir.

Thévenin kuramı

Thévenin teoremi bir devrenin maximum gücünü bulmaya da yaramaktadır. Bu teoremi şöyle izah edebiliriz: Yukarıdaki maddeler thevenin eş değerlerini bulmak için uygulanmaktadır. Thevenin eş değer direncindeğeri eğer iki açık uç arasındaki daha evvelden iptal edilen herhangi bir direnç değerine (Rab =Rth) o zaman o devrede elde ettiğimiz güç değeri maximum olur.

Gücün değerini hatırlatmakta fayda vardır. Güç = akımXakımXdirenç = gerilimXakım =gerilimXgerilim:direnç bu üç formülle güç bulunur. Bu teoremde dirençlerden ve bataryalardan oluşan ve iki çıkış ucu bulunan devreler yerine seri bağlı bir direnç (R_eş) ve bir bataryanın (V_eş) konulabileceği söylenebilir (V_eş) eşdeğer EMK: yükteki akım sıfır olduğu zaman çıkış uçlarındaki gerilimdir (R_eş) eşdeğer direnç; (V_eş) in 0 olduğu R=0 olduğu yük akımına oranıdır, yani kısa devre akımına oranıdır.