Menganalisis rangkaian kompleks sering kali menjadi tugas yang menakutkan, dan dalam hal ini, teorema Thevenin membantu dengan menyediakan alat yang ampuh untuk menyederhanakan dan memahami rangkaian DC. Dengan menggunakan teorema ini, para insinyur dapat memecah jaringan yang kompleks menjadi rangkaian ekuivalen yang lebih sederhana, membuat analisis lebih mudah dikelola. Pada artikel ini, kita akan mengeksplorasi inti dari Teorema Thevenin, dan memberikan contoh praktis untuk memantapkan pemahaman kita.
Teorema Thevenin
Menurut Teorema Thevenin, setiap jaringan linier dan bilateral yang terdiri dari resistor, sumber tegangan, dan sumber arus dapat diganti dengan rangkaian yang hanya menggunakan satu sumber tegangan dan satu resistor sebagai ekuivalen. Sirkuit ekuivalen Thevenin adalah nama yang diberikan untuk sirkuit terkondensasi ini.
Ada dua bagian utama dari rangkaian ekuivalen Thevenin, salah satunya adalah tegangan Thevenin (V th ) dan yang lainnya adalah resistensi Thevenin (R th ). Tegangan Thevenin mewakili tegangan sirkuit terbuka di terminal yang diinginkan, sedangkan resistansi Thevenin menandakan resistansi antara terminal tersebut ketika semua sumber independen dinonaktifkan (diganti dengan resistansi internalnya).
Menerapkan Teorema Thevenin
Untuk menentukan rangkaian ekuivalen Thevenin dari rangkaian DC kompleks tertentu, ikuti langkah-langkah berikut:
Melangkah 1: Identifikasi terminal di mana Anda ingin menemukan sirkuit ekuivalen.
Langkah 2: Hapus semua beban yang terhubung ke terminal ini.
Langkah 3: Hitung tegangan sirkuit terbuka (Vth) dari sirkuit di terminal.
Langkah 4: Hitung resistansi Thevenin (Rth) dengan menonaktifkan semua sumber independen dan menentukan resistansi setara antara terminal.
Langkah 5: Rekonstruksi rangkaian ekuivalen Thevenin menggunakan Vth dan Rth.
Contoh
Untuk mendemonstrasikan teorema Thevenin, saya telah mempertimbangkan rangkaian yang memiliki tiga resistansi secara paralel dan satu resistansi beban, dan satu sumber tegangan:
Pertama, kami menghapus resistansi beban dan menghitung tegangan melintasi resistansi Beban sehingga karena resistor R1 dan R2 seri karena tidak akan ada arus melalui R3. Untuk menghitung arus yang mengalir melalui resistansi:
Sekarang menempatkan nilai-nilai:
Sekarang menghitung tegangan melintasi resistor:
Jadi, tegangan pada R1 dan R2 adalah 16,5 volt yang berarti bahwa tegangan pada tahanan beban juga akan menjadi 16,5 V sehingga tegangan Thevenin adalah 16,5 volt
Langkah 2: Sekarang pendekkan sumber tegangan di rangkaian dan hitung resistansi Thevenin untuk itu berikut adalah persamaannya:
Sekarang kita memiliki tegangan dan resistansi Thevenin, jadi sekarang menggunakan hukum ohm kita menghitung arus beban:
Untuk menghitung tegangan beban gunakan:
Di bawah ini adalah rangkaian ekuivalen Thevenin untuk rangkaian yang saya pertimbangkan sebelumnya:
Kesimpulan
Teorema Thevenin memberikan teknik yang kuat untuk menyederhanakan rangkaian DC yang kompleks menjadi rangkaian ekuivalen Thevenin yang lebih mudah dikelola. Dengan mengganti jaringan yang dihaluskan dengan sumber tegangan dan resistor tunggal, para insinyur dapat menganalisis dan memahami perilaku sirkuit secara lebih efektif.