Thevenin's Equivalent Circuit

테브닌의 등가회로는 아무리 복잡하게 얽혀 있는 직류(DC) 선형 회로라도, 특정 두 단자 사이에서 바라보았을 때 하나의 독립 전압원과 하나의 직렬 저항이 연결된 아주 단순한 회로로 대체할 수 있다는 전자기학의 핵심 정리입니다.

이 정리를 이용하면 복잡한 전체 회로를 매번 다시 계산할 필요 없이, 관심 있는 부하 저항의 변화에 따른 전압과 전류를 매우 쉽게 계산할 수 있습니다.

• 테브닌 등가전압 ($V_{th}$ 또는 $V_{OC}$): 관심 있는 두 출력 단자를 개방(Open)했을 때, 두 단자 사이에 걸리는 전압(개방 전압)입니다.
• 테브닌 등가저항 ($R_{th}$): 회로 내부의 모든 독립 전원을 '0'으로 만든 후(전압원은 단락, 전류원은 개방), 출력 단자 양단에서 회로 내부를 바라본 합성 저항입니다.

다음과 같은 회로가 있다고 가정합니다.

• 10V 전압원에 $4\Omega$ 저항과 $6\Omega$ 저항이 직렬로 연결되어 있고, $6\Omega$ 저항 양단에 출력 단자 A, B가 있는 경우

단자 A, B를 개방하면 $4\Omega$와 $6\Omega$ 저항에 전압 분배 법칙이 적용됩니다. $$V_{th} = 10\text{V} \times \frac{6\,\Omega}{4\,\Omega + 6\,\Omega} = 6\text{V}$$

10V 전압원을 단락(쇼트)시키면, 단자 A, B 입장에서는 $4\Omega$ 저항과 $6\Omega$ 저항이 병렬로 연결된 모양이 됩니다. $$R_{th} = \frac{4 \times 6}{4 + 6} = 2.4\,\Omega$$

원래의 복잡한 회로는 6V 전압원과 $2.4\Omega$ 저항이 직렬로 연결된 단순한 회로로 완벽하게 대체됩니다.