Teorema Thevenin. Prosedur Langkah demi Langkah dengan Contoh yang Diselesaikan

Teorema Thevenin dalam Analisis Rangkaian DC

Seorang insinyur Prancis, M.L Thevenin , melakukan salah satu lompatan kuantum ini pada tahun 1893. Teorema Thevenin  (juga dikenal sebagai Teorema Helmholtz–Thévenin ) tidak dengan sendirinya merupakan alat analisis, tetapi merupakan dasar dari metode yang sangat berguna untuk menyederhanakan rangkaian aktif dan jaringan kompleks. Teorema ini berguna untuk dengan cepat dan mudah menyelesaikan rangkaian dan jaringan linier kompleks, terutama rangkaian listrik dan jaringan elektronik.

Teorema Thevenin dapat dinyatakan di bawah ini:

• V_TH =Tegangan Thevenin
• R_TH =Thevenin  Resistensi

Pos Terkait:Teorema Norton. Prosedur Langkah demi Langkah Mudah dengan Contoh (Tampilan Bergambar)

Langkah-Langkah Menganalisis Rangkaian Listrik Menggunakan Teorema Thevenin

1. Buka resistor beban.
2. Menghitung/mengukur tegangan rangkaian terbuka. Ini adalah Tegangan Thevenin (V_TH ) .
3. Buka sumber arus dan sumber tegangan pendek.
4. Hitung / ukur Resistansi Sirkuit Terbuka. Ini adalah Perlawanan Thevenin (R_TH ) .
5. Sekarang, gambar ulang rangkaian dengan Tegangan rangkaian terbuka yang terukur (V_TH ) pada Langkah (2) sebagai sumber tegangan dan mengukur resistansi rangkaian terbuka (R_TH ) pada langkah (4) sebagai resistansi seri dan hubungkan resistor beban yang telah kami lepaskan pada Langkah (1). Ini adalah sirkuit Thevenin ekuivalen dari jaringan listrik linier atau sirkuit kompleks yang harus disederhanakan dan dianalisis dengan Teorema Thevenin . Anda telah melakukannya.
6. Sekarang cari Total arus yang mengalir melalui resistor beban dengan menggunakan Hukum Ohm:I_T =V_TH / (R_TH + R_L ).
   

Pos Terkait:Analisis Sirkuit SUPERMESH | Langkah demi Langkah dengan Contoh Terpecahkan

Contoh Penyelesaian dengan Teorema Thevenin:

Contoh:

Temukan V_TH , R_TH dan arus beban I_L mengalir melalui dan tegangan beban melintasi resistor beban pada gambar (1) dengan menggunakan Teorema Thevenin .

Solusi:-

LANGKAH 1.

Buka resistor beban 5kΩ (Gbr 2).

LANGKAH 2.

Hitung / ukur tegangan rangkaian terbuka. Ini adalah Tegangan Thevenin (V_TH ) . Gambar (3).

Kami telah melepas resistor beban pada gambar 1, sehingga rangkaian menjadi sirkuit terbuka seperti yang ditunjukkan pada gambar 2. Sekarang kita harus menghitung Tegangan Thevenin. Sejak 3mA arus mengalir di keduanya 12kΩ dan 4kΩ resistor karena ini adalah rangkaian seri dan arus tidak akan mengalir di 8kΩ resistor saat terbuka.

Lewat sini, 12V (3mA  x 4kΩ) akan muncul di seluruh resistor 4kΩ . Kita juga tahu bahwa arus tidak mengalir melalui resistor 8kΩ karena merupakan rangkaian terbuka, tetapi resistor 8kΩ paralel dengan resistor 4k . Jadi tegangan yang sama yaitu 12V akan muncul di resistor 8kΩ serta resistor 4kΩ. Oleh karena itu 12V akan muncul di terminal AB. yaitu,

V_TH =12V

LANGKAH 3.

Buka sumber saat ini dan sumber tegangan pendek seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Gambar (4)

LANGKAH 4.

Hitung / ukur resistansi rangkaian terbuka . Ini adalah Perlawanan Thevenin (R_TH )

Kami telah menghapus sumber DC 48V ke nol sebagai ekuivalen yaitu sumber DC 48V telah diganti dengan korsleting pada langkah 3 (seperti yang ditunjukkan pada gambar 3). Kita dapat melihat bahwa resistor 8kΩ dirangkai secara seri dengan hubungan paralel resistor 4kΩ dan resistor 12k. yaitu:

8kΩ + (4k || 12kΩ) ….. (|| =sejajar dengan)

R_TH =8kΩ +  [(4kΩ x 12kΩ) / (4kΩ + 12kΩ)]

R_TH =8kΩ + 3kΩ

R_TH =11kΩ

LANGKAH 5.

Hubungkan R_TH secara seri dengan Sumber Tegangan V_TH dan sambungkan kembali resistor beban. Ini ditunjukkan pada gambar (6) yaitu rangkaian Thevenin dengan resistor beban. Ini sirkuit ekivalen Thevenin .

LANGKAH 6.

Sekarang terapkan langkah terakhir yaitu hukum Ohm . Hitung total arus beban dan tegangan beban seperti yang ditunjukkan pada gambar 6.

Saya_L =V_TH / (R_TH + R_L )

Saya_L =12V / (11kΩ + 5kΩ) → =12/16kΩ

Saya_L =0,75mA

Dan

V_L =I_L x R_L

V_L =0,75mA x 5kΩ

V_L =3,75V

Sekarang bandingkan rangkaian sederhana ini dengan rangkaian asli yang ditunjukkan pada gambar 1. Apakah Anda melihat betapa mudahnya mengukur dan menghitung arus beban di rangkaian kompleks dan jaringan untuk berbagai memuat resistor dengan Teorema Thevenin ? Ya dan hanya ya.

Senang untuk diketahui: Teorema Thevenin dan Norton dapat diterapkan pada rangkaian AC dan DC yang mengandung komponen berbeda seperti resistor, induktor dan kapasitor, dll. Perlu diingat bahwa tegangan Thevenin “V_TH ” pada rangkaian AC dinyatakan dalam bilangan kompleks (bentuk polar) sedangkan, hambatan Thevenin “R_TH ” dinyatakan dalam bentuk persegi panjang.

Pos Terkait:

• Teorema Transfer Daya Maksimum untuk Sirkuit AC &DC
• Hukum Arus &Tegangan Kirchhoff (KCL &KVL) | Contoh Penyelesaian
• Teorema Kompensasi – Bukti, Penjelasan, dan Contoh Penyelesaian
• Teorema Substitusi – Panduan Langkah demi Langkah dengan Contoh Selesai
• Teorema Millman – Menganalisis Rangkaian AC &DC – Contoh
• Teorema Superposisi – Analisis Rangkaian dengan Contoh Selesai
• Teorema Tellegen – Contoh Soal &Simulasi MATLAB
• Analisis Rangkaian SUPERNODE | Langkah demi Langkah dengan Contoh Terpecahkan
• Analisis Rangkaian SUPERMESH | Langkah demi Langkah dengan Contoh Terpecahkan
• Aturan Pembagi Tegangan (VDR) – Contoh Soal untuk Sirkuit R, L, dan C
• Aturan Pembagi Arus (CDR) – Contoh Penyelesaian untuk Sirkuit AC dan DC
• Konversi Bintang ke Delta &Delta ke Bintang. Transformasi Y-Δ