회로이론 #05 테브난 등가 회로

이전에 배웠던 내용들을 잘 정리했다면, 이제 테브난 등가 회로를 이해할 수 있습니다.
 
등기 회로라는 개념은 이전에 언급했지만 동일한 소자값을 의미해요.

 

테브난 등가 회로란, 하나의 전압원과 직렬 저항으로 이루어진 회로를 의미합니다.

 

주로 복잡한 회로를 단순하게 표현하기 위해서 사용됩니다. 
 
회로이론에서는 테브난 등가회로를 이용해 가변저항값을 구하거나, 최대전력전달을 구하는 식으로 문제가 출제됩니다.
 
테브난 등가 회로를 구하기 위해서는 아래 순서를 잘 기억해야 해요.

 

주어진 방향을 기준으로,

 

1. 전압원 short, 전류원 open, 저항 소자 short 후 저항값 구하기

 

2. (다른 소자들은 변경없이) 저항 소자가 연결된 노드를 open한 후 전압값 구하기

 

*1번과 2번은 순서 상관없이 구하기 편한 쪽 먼저하면 됩니다.*

 

3. 전압값과 직렬로 연결된 저항값으로 이루어진 테브난 등가 회로 완성.

 
이제 예제를 들어보겠습니다.
 

위 회로에서는 전압원과 전류원이 있습니다. 전압원은 short, 전류원은 open한 후 방향을 기준으로 분리된 저항 소자(1kΩ)를 open합니다. 
 
저항 소자를 open하면 해당 노드에는 전류가 흐르지 않아요. (저항값을 무한대로 생각해도 무방.)
 
풀이는 다음과 같습니다. 먼저 테브난 등가 전압을 구한 후, 테브난 등가 저항을 구하는 순서입니다.

마지막으로 기준이었던 1kΩ을 테브난 등가 저항과 함께 계산하면 우측과 같아요.
 

위 회로는 비교적 간단해서 전압원과 전류원을 한 번에 고려했지만, 복잡하다고 생각되면 중첩의 원리를 이용해서 풀어도 값은 동일합니다.
 
 
 
중첩의 원리는 아래 링크에서 정리해두었습니다.
 

회로이론#03 중첩의 원리

 
다른 예제 하나를 더 풀어보겠습니다.
저항값은 제가 임의로 정했기 때문에 계산할 때 숫자가 그닥 깨끗하지 않아요.

 
아까처럼 테브난 등가 전압을 구하고 테브난 등가 저항값을 구했습니다.

합성 저항값을 구하기 어려울 때는,
 
1. 방향을 유의하고,
2, 전류가 흐르는 방향대로 직렬/병렬 여부를 파악합니다.

 
풀이 중 이상한 부분이 있다면 댓글로 남겨주세요!
 
다음에는 테브난 등가 회로 중 어려운 문제들과 노턴 등가 회로에 대해 정리해보겠습니다.