[자연과학] 기초회로실험(예비+결과) - 태브낭의 정리

태브낭의 정리
예비 보고서

1. 목적

(1) 단일 전압원의 DC회로의 등가 저항과 등가 전압을 구하는 방법을 익힌다.

(2) 직`병렬 회로의 분석시 등가 저항과 등가 전압의 값을 실험적으로 확인한다.

2. 이론

(1) 테브냉의 정리(Thevenin’s theorem)

전기 회로 이론, 선형 전기 회로에서 테브냉의 정리(Thevenin`s theorem)는 두개의 단자를 지닌 전압원, 전류원, 저항의 어떠한 조합이라도 하나의 전압원 V와 하나의 직렬저항 R로 변환하여 전기적 등가를 설명하였다. AC 시스템에서 테브냉의 정리는 단순히 저항이 아닌, 일반적인 임피던스로 적용할 수 있다. 테브냉의 정리는 독일 과학자 헬름홀츠(Hermann von Helmholtz)가 1853년에 처음으로 발견하였으나, 1883년에 프랑스 통신공학자 테브냉(Lon Charles Thvenin)에 의하여 재발견되었다.
테브냉의 정리는 전압원과 저항의 회로가 테브냉 등가로 변환할 수 있음을 설명하였으며, 이것은 회로 분석에서 단순화 기술로 사용된다. 즉, 복잡한 회로에서 어느 한 지점의 전류나 전압 값만 알고 싶을 때 사용한다. 모든 회로를 다 해석할 필요 없이 복…(생략)

(2) RTH와 VTH를 구하는 규칙

1) 전압 VTH는 부하 저항이 제거된 상태(open)에서 본래의 회로망 내에 있는 부하 단자에서 본 전압이다.

2) 회로 내의 전압원을 단락시키고 내부 저항으로 대체한 후 회로망을 해석하면 저항 RTH는 개방부하의 단자에서 본 저항이다.

3) 부하 저항을 제거하고 A,B 의 테브냉의 등가전압을 구한다.

4) 모든전원을 소거하고 RTH를 구한다.

5) RTH와 VTH를 가지고 테브냉 등가회로를 그린다.

3. 실험 방법

(1) 실험 1 : 옴미터의 사용

1) 옴미터(ohmmeter)를 사용하여 제공된 7개의 저항기의 각 저항을 측정하고 그 값을 표 3.1에 기록하라.

2) 전원을 끄고 S1과 S2를 개방시킨다. 그림 3.3의 회로에서 RL〓330Ω을 연결하고 전원을 켠 다음 스위치 S1을 닫는다. 그리고 15V로 VPS를 조정한다. S2를 닫고 부하 저항 RL의 전류 IL을 측정하고 이 값을 표 3.2의 330Ω란에 기록하라. S2를 개방하고 S2를 닫는다.

3) S1을 닫고, S2는 개방한 상태에서 그림 3.3의 B단과 C단 사이의 전압을 측정한다. 이 전압이 VTH이다. 측정된 값을 표 3.2의 VTH상의 330Ω란에 기록하라. S1을 개방하고 전원을 끈다.

4) A단과 D단 사이를 연결함으로써 회로의 전원을 제거하고 그 점 간에 선을 연결하여 A단과 D단 사이를 단락시키고, S