Teorema de Millman

Il·lustració del teorema de Millman.

El teorema de Millman és una forma particular de la llei dels nodes expressada en forma de potencial. Fou anomenat així en honor de l'electrònic rus Jacob Millman.

En un circuit elèctric de branques en paral·lel, cadascuna composta per una font de voltatge ideal en sèrie amb un element lineal, la tensió en els terminals de les branques es igual a la suma de les forces electromotrius multiplicades per l'admitància de la branca, tot dividit per la suma de les admitàncies.

V_m=\frac{\sum_{k=1}^N E_k.Y_k}{\sum_{k=1}^N Y_k}=\frac{\sum_{k=1}^N \frac{E_k}{Z_k}}{\sum_{k=1}^N \frac{1}{Z_k}}

Per al cas particular d'un circuit elèctric composat per resistències:

V_m=\frac{\sum_{k=1}^N E_k.G_k}{\sum_{k=1}^N G_k}=\frac{\sum_{k=1}^N \frac{E_k}{R_k}}{\sum_{k=1}^N \frac{1}{R_k}}

On G, és la conductància.

 

Demostració del Teorema de Millman

Considerant l'esquema del circuit que apareix més amunt:

Com les branques (Zk ; Ek) són en paral·lel, es treballa amb les admitàncies 

Y_{k}=\frac{1}{Z_{k}}

i les transformacions ThéveninNorton : IN_{k}=E_{k} \times Y_{k} (convenció generador)

 

Per a cada branca (font de tensió i impedància), s'obté, a partir de la Llei d'Ohm : I_{k}=Y_{k} \times (V_{m}-E_{k})

I tot seguit, a partir de la llei dels nodes de Kirchhoff, tenim : 

\sum_{k=1}^N I_{k}=0

 

sigui

\sum_{k=1}^N Y_{k} \times (V_{m}-E_{k})=0

que en desenvolupar tenim :

\sum_{k=1}^N Y_{k} \times V_{m} = \sum_{k=1}^N Y_{k} \times E_{k}

d'on :

V_{m} = \frac{\sum_{k=1}^N E_{k} . Y_{k}}{\sum_{k=1}^N Y_{k}}=\frac{\sum_{k=1}^N \frac{E_k}{Z_k}}{\sum_{k=1}^N \frac{1}{Z_k}}

 

Cas pràctic : Aquest teorema és més fàcil d'utilitzar si Vm és nul (per exemple, la tensió diferencial d'un amplificador operacional en règim lineal).