복잡한 회로를 분석하는 것은 종종 어려운 작업이 될 수 있으며, 이 경우 Thevenin의 정리는 DC 회로를 단순화하고 이해하기 위한 강력한 도구를 제공하여 구출합니다. 엔지니어는 이 정리를 사용하여 복잡한 네트워크를 더 간단한 등가 회로로 분해하여 분석을 보다 쉽게 관리할 수 있습니다. 이 기사에서는 Thevenin의 정리의 본질을 탐구하고 이해를 강화하기 위한 실용적인 예를 제공합니다.
테브난의 정리
Thevenin의 정리에 따르면 저항, 전압 소스 및 전류 소스로 구성된 모든 선형 양방향 네트워크는 하나의 전압 소스와 하나의 저항만 등가물로 사용하는 회로로 대체될 수 있습니다. Thevenin 등가 회로는 이 응축 회로에 주어진 이름입니다.
Thevenin 등가 회로에는 두 가지 주요 부분이 있습니다. 하나는 Thevenin 전압(V 일 ) 및 다른 하나는 Thevenin 저항(R 일 ). Thevenin 전압은 해당 단자의 개방 회로 전압을 나타내고 Thevenin 저항은 모든 독립 소스가 비활성화될 때(내부 저항으로 대체됨) 해당 단자 사이의 저항을 나타냅니다.
Thevenin의 정리 적용
주어진 복잡한 DC 회로의 Thevenin 등가 회로를 결정하려면 다음 단계를 따르십시오.
단계 1: 등가 회로를 찾으려는 터미널을 식별하십시오.
2 단계: 이 단자에 연결된 모든 부하를 제거하십시오.
3단계: 단자를 가로지르는 회로의 개방 회로 전압(Vth)을 계산합니다.
4단계: 모든 독립 소스를 비활성화하고 단자 사이의 등가 저항을 결정하여 테브난 저항(Rth)을 계산합니다.
5단계: Vth와 Rth를 사용하여 Thevenin 등가 회로를 재구성합니다.
예
Thevenin 정리를 설명하기 위해 병렬 저항 3개와 부하 저항 1개, 전압 소스 1개가 있는 회로를 고려했습니다.
먼저 부하 저항을 제거하고 부하 저항 양단의 전압을 계산합니다. 저항 R1과 R2가 직렬로 연결되어 R3을 통과하는 전류가 없기 때문입니다. 저항을 통해 흐르는 전류를 계산하려면:
이제 값을 배치합니다.
이제 저항 양단의 전압을 계산합니다.
따라서 R1과 R2 양단의 전압은 16.5V입니다. 즉, 부하 저항 양단의 전압도 16.5V이므로 Thevenin 전압은 16.5V입니다.
2 단계: 이제 회로의 전압원을 단락시키고 다음 방정식에 대한 Thevenin 저항을 계산하십시오.
이제 테브난 전압과 저항이 있으므로 이제 옴 법칙을 사용하여 부하 전류를 계산합니다.
부하 전압을 계산하려면 다음을 사용하십시오.
아래는 이전에 고려한 회로의 Thevenin 등가 회로입니다.
결론
Thevenin의 정리는 복잡한 DC 회로를 보다 관리하기 쉬운 Thevenin 등가 회로로 단순화하는 강력한 기술을 제공합니다. 매시업 네트워크를 단일 전압 소스 및 저항으로 교체함으로써 엔지니어는 회로 동작을 보다 효과적으로 분석하고 이해할 수 있습니다.