Les équivalents de Thévenin préservent le comportement de la charge

Une vue utile depuis deux bornes

Un réseau résistif linéaire avec des sources indépendantes peut être représenté à un port choisi par une tension de Thévenin $V_{TH}$ en série avec une résistance $R_{TH}$. L’équivalent prédit la tension et le courant des charges connectées à ce port. Il ne conserve ni les courants de branche internes ni la puissance de chaque composant. Précisez les deux bornes du port avant de calculer.

$V_{TH}$ est la tension à vide du port. Pour trouver $R_{TH}$ dans cet exemple à sources indépendantes, annulez les sources de tension idéales en les remplaçant par des courts-circuits ; annulez les sources de courant idéales en les remplaçant par des circuits ouverts. Les sources dépendantes doivent rester actives et nécessitent une méthode par source d’essai, hors du cadre de ce premier exemple.

Un diviseur chargé sans tout recommencer

Un diviseur de 5 V utilise une résistance supérieure de 10 kΩ et une résistance inférieure de 10 kΩ. Sa sortie à vide vaut 2.5 V. Avec la source 5 V court-circuitée, les deux résistances relient la sortie à la masse, donc $R_{TH}=10\,\mathrm{k}\Omega\parallel10\,\mathrm{k}\Omega=5$ kΩ. Ajoutez une charge de 10 kΩ. La sortie devient $2.5\times10/(5+10)=1.666667$ V et le courant de charge vaut 0.166667 mA.

Port d’origine: out du diviseur, masse
Équivalent: source de 2.5 V --- 5 kohm --- out --- charge --- masse

La tension à vide reste 2.5 V, mais n’a jamais garanti 2.5 V sous toutes les charges. Une impédance de source de 5 kΩ explique la chute. Confirmez avec le réseau d’origine : la résistance inférieure de 10 kΩ en parallèle avec la charge donne 5 kΩ, et 5 V multipliés par 5/(10+5) donnent le même résultat.

Ce que l’équivalent ne peut pas indiquer

La dissipation de la résistance de Thévenin n’est généralement pas l’échauffement total du diviseur d’origine. Utilisez le circuit original pour les valeurs admissibles des composants. De même, un réseau de diodes non linéaire peut n’admettre qu’un équivalent local en petit signal autour d’un point de polarisation. Utilisez un modèle de source dont la portée correspond à la question et conservez le schéma d’origine dans vos notes pour qu’une simplification élégante n’efface pas une limite physique.