Applicazione del teorema di Thevenin

In questo esercizio applichiamo il teorema di Thevenin per calcolare la corrente \(I_3\) nella resistenza \(R_3\). Il circuito è rappresentato come segue:

Circuito Thevenin 1

Parametri del circuito:

\ \begin{aligned} E\_1 &= 10,\text{V} \\ E\_2 &= 20,\text{V} \\ R\_1 &= 50,\Omega \\ R\_2 &= 150,\Omega \\ R\_3 &= 12,5,\Omega \\ I\_3 &= 2,\text{A} \end{aligned} \

Soluzione

La parte di circuito da semplificare è quella a monte della coppia di nodi \(AB\):

Circuito Thevenin 2

La corrente \(I\) è data da:

\ I = \frac{E\_1 + E\_2}{R\_1 + R\_2} = \frac{10 + 20}{50 + 150} = \frac{30}{200} = \frac{3}{20} = 0,15,\text{A} \

La tensione ai capi di \(R_1\) è:

\ V\_{AB} = R\_1 I = 50 \cdot 0,15 = 7,5,\text{V} \

Il circuito equivalente di Thevenin è quindi:

Circuito Thevenin 3

Dove:

\ V\_{AB} = 7,5,\text{V} \\ R\_{eq} = \frac{R\_1 R\_2}{R\_1 + R\_2} = \frac{50 \cdot 150}{50 + 150} = \frac{7500}{200} = 37,5,\Omega \

Infine, la corrente \(I_3\) è:

\ I\_3 = \frac{V\_{AB}}{R\_3} = \frac{7,5}{12,5} = 0,6,\text{A} \

Questa è la corrente cercata attraverso \(R_3\).

Applicazione del teorema di Thevenin

Applicando il teorema di Thevenin calcolare la corrente \(I_3\) nella resistenza \(R_3\).

Circuito Thevenin 1

\ \begin{aligned} E\_1 &= 10,\text{V} \\ E\_2 &= 20,\text{V} \\ R\_1 &= 50,\Omega \\ R\_2 &= 150,\Omega \\ R\_3 &= 12,5,\Omega \\ I\_3 &= 2,\text{A} \end{aligned} \

Esercizio 3 soluzione

Anche in questo caso la parte di circuito da semplificare è quella a monte della coppia di nodi \(AB\).

Circuito Thevenin 2

\ I = \frac{E\_1 + E\_2}{R\_1 + R\_2} = \frac{10 + 20}{50 + 150} = \frac{30}{200} = \frac{3}{20} = 0,15,\text{A} \

Circuito Thevenin 3

L’analisi del ramo su cui si trovano \(E_2\) ed \(R_2\) porta a scrivere la legge di Kirchhoff:

\ 0 = V\_{AC} - V\_{AB} - V\_{BC} \\ V\_{AC} = R\_1 I \\ V\_{BC} = E\_2 \

\ V\_{AB} = R\_1 I - E\_2 = \frac{3}{20} \cdot 150 - 20 = 22,5 - 20 = 2,5,\text{V} = E\_{eq} \

Anche in questo caso la \(R_{eq}\) è il parallelo fra \(R_1\) ed \(R_2\).