테브난의 정리

안녕하세요

 

오늘은 테브난의 정리에 대하서 알아보겠습니다

 

 

 

테브난의 정리

테브난 정리는 복잡한 회로를 하나의 전압원과 하나의 임피던스로 바꾸어 보기 쉽게 정리하는 것입니다.

   

그림0과 같이 검은 상자 안에 있는 회로가 아무리 복잡해도 이 회로에서 공급하는 부하전류는 그림1과 같이 간단한 회로에서 공급하는 부하전류와 같다. 

 

 

그림0. 검은 상자의 내부에는 선형 회로가 있다

 

 

그림1. 테브난 회로

 

 

 

◎ 테브난 전압

VTH는 부하저항이 개방되었을 때 부하단자 사이의 전압으로 정의

 

◎ 테브난 저항

모든 전원을 0으로 감소시키고 부하저항을 개방, 그림 0의부하양단에서 저항계로 측정한 저항으로 정의

 

 

전압원을 0으로 하려면, 전압원을 단락

전류원을 0으로 하려면, 전류원을 개방

 

전압원

 

전류원

 

 

테브난 등가회로 계산 방법

1.부하 저항을 개방시켜 RTH 구하기

2.VTH 구하여 등가회로 완성하기

3.부하에 걸리는 전압 또는 흐르는 전류 구하기

 

예시

 

그림2. 원회로

 

 

그림3. 테브난 전압을 구하기 위해 부하저항 개방

 

첫 번째로 전압의 계산을 위해 부하저항을 개방한다.

부하저항의 개방은 그림 3과3 같이 회로에서 부하저항을 제거하는 것과 같다.

6KΩ 과 3KΩ의 직렬연결을 통해 8mA가 흐르므로 3KΩ 양단에 24V 가 나타남.

4KΩ에는 전류가 흐르지 않으므로 AB양단은 24V가 된다.

 

 

 

그림4. 테브난 저항을 구하기 위해 전원을 0으로 감소

 

그림5. 그림2의 테브난 회로

 

 

두번째로 테브난 저항을 구한다.

직류전원을 0으로 감소시키는 것은 그림 4에서4 보인 것처럼 전원을 단락으로 바꾸는 것과 같다.

만약 그림 4의AB단자에 저항계를 연결한다면 얼마가 되겠는가?

 

답은 6KΩ이다.

왜냐하면 AB단자에서 전지를 단락한 쪽을 들여다보면, 3KΩ과 6KΩ이 병렬연결되어 있고 이것이 다시 4KΩ과 직렬연결되어 있기 때문이다.

즉, 3KΩ과 6KΩ의 곱을을두 저항의 합으로 나누면 2KΩ이 되고 이값을 4KΩ더하면 6KΩ이 된다.

 

 

마지막으로 RL 값이 2KΩ, 6KΩ, 18KΩ 주어진다면

부하전류는 얼마인가?

 

RL= 2KΩ일 때일때 3mA

RL= 6KΩ일 때일때 2mA

RL= 18KΩ일 때일때 1mA

 

결론: 부하전류 계산하는 방법은 직렬로 이루어진 폐회로로 구성되어 있으므로 옴의법칙을 이용하여 계산하면 된다.

부하에 걸리는 전압 계산하는 방법은 아래와 같이 전압 분배 법칙을 이용하여 구하면 된다.

 

RL2KΩ일 때

24*(2K/6K+2K) = 6V

 

 

오늘도 보디빌더의 전력전자 이야기에 방문해 주셔서 감사합니다

 

제가 공부한 것과 여러분들이 알고 싶은 내용 있으시면 댓글로 남겨주시면 올려드리겠습니다

 

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