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.
| 단계 | 설명 | 비고 |
|---|---|---|
| 1단계 | 부하 저항 분리 및 개방 | 등가회로로 바꾸고자 하는 두 단자(A, B)에 연결된 부하 저항을 떼어냅니다. |
| 2단계 | 테브닌 등가전압($V_{th}$) 구하기 | 부하가 분리된 개방 상태에서 두 단자 A, B 사이에 걸리는 전압을 계산합니다. |
| 3단계 | 내부 독립 전원 비활성화 | 회로 내부의 모든 독립 전압원은 단락(Short, 전선 연결)시키고, 독립 전류원은 개방(Open, 끊음)시킵니다. |
| 4단계 | 테브닌 등가저항($R_{th}$) 구하기 | 전원이 제거된 상태에서 단자 A, B를 통해 회로 내부를 거꾸로 들여다본 합성 저항을 구합니다. |
| 5단계 | 등가회로 완성 | 구한 $V_{th}$와 $R_{th}$를 직렬로 연결하고, 처음에 떼어냈던 부하 저항을 다시 연결하여 해석합니다. |
다음과 같은 회로가 있다고 가정합니다.
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. $$R_{th} = \frac{4 \times 6}{4 + 6} = 2.4\,\Omega$$