משפט תבנין קובע כי כל מעגל חשמלי ליניארי שמכיל מקורות מתח, מקורות זרם ונגדים עם שני הדקים שקול חשמלית למקור מתח יחיד וסדרת נגד אחד. את השקול אפשר להשתמש בשביל לנתח רשתות וּלהבין אספקת כוח, כאשר הנגד מייצג התנגדות פנימית של מקור המתח.
המשפט חל גם במעגלי זרם חילופין (AC). במקרה זה אפשר להחליף נגדים ב'אימפדנסים', כלומר התנגדויות כלליות שתלויות בתדירות (תדירות = כמה פעמים בשנייה שהאות משתנה).
תולדות קצרות: הרעיון נתגלה לראשונה על ידי הרמן פון הלמהולץ ב-1853 ונמצא שוב על ידי לאון שארל תבנין ב-1883.
להשיג שקול תבנין מפרידים בין חלק המעגל שאותו מחליפים לבין העומס (הנגד מחובר לשני ההדקים). כדאי לחשב שני ערכים:
1. מתח ההדקים בנתק (אין עומס מחובר). זהו V_th, מתח פתוח.
2. זרם ההדקים בקצר (ההדקים מקוצרים). זהו I_th, זרם קצר.
התנגדות השקולה מחושבת פשוט: R_th = V_th / I_th.
אלטרנטיבה לחישוב R_th: מחליפים מקורות מתח אידיאליים בקצר (קצר חשמלי), ומקורות זרם אידיאליים בנתק (פתוח). מחשבים אז את ההתנגדות בין ההדקים.
בדוגמה הנתונה, מתח ההדקים V_AB נמצא על ידי יחס מתח במפל (חישוב מדורג) והתוצאה היא 7.5 וולט. בהנחת ערכי הנגדים הנתונים, ההדק השמאלי R1 לא משפיע על V_AB בתנאי נתק, כי לא זורם דרכו זרם.
ההתנגדות השקולה בין ההדקים היא סכום R1 ועוד מקביל של (R2+R3) עם R4, והתוצאה היא R_AB = 2 קילו־אום.
שקול נורטון מכיל מקור זרם ונגד במקביל. הקשרים בין שתי השיטות הם פשוטים: R_th = R_no, ו‑V_th = I_no · R_no.
במקור אין תוכן מפורט תחת כותרת זו.
משפט תבנין אומר: כל מעגל חשמלי פשוט עם מקורות ונגדים אפשר להחליף במקור מתח אחד ונגד אחד. מקור מתח הוא דבר שנותן מתח (כמו סוללה). נגד (התנגדות) הוא חלק שמאט את הזרם.
זה עובד גם במעגלים שבהם הזרם משתנה בקצב (AC). שם משתמשים ב'אימפדנס', מילה שאומרת התנגדות שתלויה בקצב השינוי.
קודם מגדירים איזה חלק מחליפים ואיפה מחברים את העומס. אחר כך עושים שני מדידות פשוטות:
1) מוצאים את המתח בין ההדקים כשאין דבר מחובר. זהו המתח הפתוח.
2) מוצאים את הזרם בין ההדקים כאשר הם מקוצרים זה לזה. זהו זרם הקצר.
ההתנגדות השקולה היא המתח הפתוח חלקי זרם הקצר.
בדוגמה שקיבלו, המתח בין ההדקים יצא 7.5 וולט. ההתנגדות השקולה בין ההדקים היא 2 קילו־אום.
אפשר גם להחליף במקביל מקור זרם ונגד. התנגדות השקול זהה לשתי השיטות.
אין טקסט נוסף בנושא זה במקור.
תגובות גולשים