Il teorema di Thevenin è un principio fondamentale nell'analisi dei circuiti elettrici che permette di semplificare un circuito complesso, sostituendolo con un circuito equivalente più semplice che presenta una sorgente di tensione ideale in serie a una resistenza equivalente.
Il teorema afferma che un circuito lineare composto da
sorgenti di tensione, sorgenti di corrente e resistenze può essere
rappresentato da un circuito equivalente di Thevenin, che consiste in una
sorgente di tensione ideale (chiamata tensione di Thevenin o tensione a
circuito aperto) in serie a una resistenza equivalente (chiamata resistenza di
Thevenin). Il circuito equivalente rappresenta il comportamento del circuito
originale agli estremi di un terminale specifico, chiamato terminale di uscita.
Il procedimento per determinare il circuito equivalente di
Thevenin comprende i seguenti passaggi:
- Disattivare
tutte le sorgenti di tensione e di corrente del circuito originale.
- Calcolare
la resistenza di Thevenin: sostituire tutte le sorgenti di tensione con un
circuito aperto e determinare la resistenza vista attraverso il terminale
di uscita. Questo può essere fatto utilizzando metodi come la sostituzione
di sorgenti o la tecnica dell'analisi delle correnti di nodo.
- Calcolare
la tensione di Thevenin: riattivare le sorgenti di tensione e determinare
la tensione tra il terminale di uscita e il riferimento di terra, tenendo
conto delle resistenze e delle sorgenti attive rimanenti.
- Costruire
il circuito equivalente di Thevenin: rappresentare la tensione di Thevenin
e la resistenza di Thevenin nel circuito equivalente.
Una volta ottenuto il circuito equivalente di Thevenin, è
possibile analizzarlo in modo più semplice rispetto al circuito originale. Ad
esempio, è possibile calcolare correnti e tensioni nel terminale di uscita o
collegare carichi esterni al terminale di uscita e determinare le loro
prestazioni nel circuito.
Il teorema di Thevenin è particolarmente utile quando si
desidera analizzare il comportamento di un circuito in un punto specifico senza
dover considerare il resto del circuito. Inoltre, può semplificare notevolmente
l'analisi e la progettazione dei circuiti complessi.
È importante notare che il teorema di Thevenin è valido solo
per circuiti lineari, in cui le relazioni tra tensione e corrente sono lineari
e invarianti nel tempo. Inoltre, il teorema può essere esteso al caso di
circuiti a corrente alternata (AC) utilizzando le stesse principali idee e
formule, ma considerando le grandezze RMS (valore efficace) al posto delle
grandezze di valore medio o di picco.
