Théorème de Thévenin | Analyse des circuits

Le Théorème de Thévenin

Le Théorème de Thévenin est une technique fondamentale en génie électrique, utilisée pour simplifier les circuits linéaires complexes, particulièrement lors de l’analyse ou de la conception de circuits avec de multiples composants. Ce théorème énonce qu’un circuit bipolaire linéaire et invariant dans le temps peut être remplacé par un circuit équivalent composé d’une unique source de tension (tension de Thévenin, V_th) en série avec une unique résistance (résistance de Thévenin, R_th), à condition que le comportement de la tension et du courant de sortie aux bornes reste identique.

Application du Théorème de Thévenin

Pour appliquer le Théorème de Thévenin, suivez ces étapes :

Retirer la résistance de charge (R_L) du circuit, en laissant les deux bornes où la résistance de charge était connectée.
Calculer la tension à vide aux bornes, qui est la tension de Thévenin (V_th). Cette tension peut être trouvée en utilisant diverses techniques d’analyse de circuit, telles que la Loi d’Ohm, les Lois de Kirchhoff, ou l’analyse des tensions de nœud.
Remplacer toutes les sources de tension par des courts-circuits et toutes les sources de courant par des circuits ouverts. Calculer la résistance équivalente vue depuis les bornes, qui est la résistance de Thévenin (R_th). Cette résistance peut être trouvée en utilisant des combinaisons de résistances en série et en parallèle ou en appliquant d’autres techniques, telles que la transformation delta-en-Y.
Remplacer le circuit original par le circuit équivalent de Thévenin, composé de la tension de Thévenin (V_th) en série avec la résistance de Thévenin (R_th).
Reconnecter la résistance de charge (R_L) aux bornes du circuit équivalent de Thévenin.

Avantages du Théorème de Thévenin

Avec le circuit équivalent de Thévenin simplifié, vous pouvez maintenant analyser le circuit plus facilement, par exemple en déterminant le courant traversant la résistance de charge ou en trouvant le transfert de puissance maximal. Gardez à l’esprit que le Théorème de Thévenin ne peut être appliqué qu’aux circuits linéaires et invariants dans le temps ; il ne s’applique pas aux circuits avec des composants non linéaires ou variant dans le temps.

Autres Théorèmes de Circuit

Les théorèmes de circuit sont des outils essentiels pour analyser et simplifier des circuits électriques complexes. Ils aident les ingénieurs et les techniciens à trouver des circuits équivalents, à résoudre des quantités inconnues et à optimiser les performances des circuits. Parmi les théorèmes de circuit les plus importants, on trouve :

Loi d’Ohm
Lois de Kirchhoff
Théorème de Thévenin
Théorème de Norton
Théorème de Superposition
Théorème du Transfert de Puissance Maximale
Transformations Delta-en-Y (Δ-Y) et Y-en-Delta (Y-Δ)

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Dans le prochain article, nous explorerons plus en détail le Théorème de Norton, un autre outil puissant pour l’analyse de circuits électriques.