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네트워크 정리(Thevenin's, Norton's, Superposition)

by 사이후이 2023. 7. 8.
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테브난의 정리:

 

Thevenin의 정리는 회로의 일부를 동등한 전압원과 직렬 저항으로 대체하여 복잡한 회로를 단순화할 수 있게 해주는 전기 회로 분석의 기본 개념입니다. 프랑스 엔지니어 Léon Charles Thévenin의 이름을 따서 명명되었습니다.

 

Thevenin의 정리에 따르면 모든 선형 양방향 네트워크(저항기, 전압 소스, 전류 소스 및 기타 선형 구성요소로 구성됨)는 저항기(R_th)와 직렬로 연결된 전압 소스(V_th)를 포함하는 등가 회로로 대체될 수 있습니다. ). 등가 회로는 출력 단자에서 본 원래 네트워크의 동작을 정확하게 나타냅니다.

 

Thevenin 등가 회로를 결정하는 단계는 다음과 같습니다.

 

부하 터미널로 단순화하고 레이블을 지정해야 하는 회로 부분을 식별합니다.

회로에서 부하를 제거합니다.

Kirchhoff의 법칙, 중첩 또는 회로 분석 기법을 사용하는 것과 같은 적절한 방법으로 부하 단자 양단의 개방 회로 전압(V_th)을 결정합니다.

 

원래 회로의 모든 독립 소스를 일시적으로 비활성화하고 테스트 전압 또는 전류를 적용하여 부하 단자에서 본 Thevenin 저항(R_th)을 계산합니다.

Thevenin 등가 회로에 부하를 다시 연결합니다.

 

Thevenin의 정리는 단일 전압 소스와 저항으로 회로를 단순화하는 여러 상호 연결된 요소가 있는 회로를 분석할 때 특히 유용합니다. 특히 부하 저항이 변할 때 더 쉽게 분석할 수 있습니다.

 

노턴의 정리:

 

Norton의 정리는 Thevenin의 정리와 밀접하게 관련되어 있으며 복잡한 회로를 단순화하는 대체 방법을 제공합니다. 미국 엔지니어 Edward Lawry Norton의 이름을 따서 명명되었습니다.

 

Norton의 정리에 따르면 모든 선형 양방향 네트워크는 저항(R_N)과 병렬로 연결된 전류원(I_N)을 포함하는 등가 회로로 대체될 수 있습니다. 이 등가 회로는 출력 단자에서 본 원래 네트워크의 동작을 나타냅니다.

 

Norton 등가 회로를 결정하는 단계는 다음과 같습니다.

 

부하 터미널로 단순화하고 레이블을 지정해야 하는 회로 부분을 식별합니다.

회로에서 부하를 제거합니다.

 

Kirchhoff의 법칙, 중첩 또는 회로 분석 기술과 같은 적절한 방법을 사용하여 부하 단자로 흐르는 단락 전류(I_N)를 결정합니다.

 

원래 회로의 모든 독립 소스를 일시적으로 비활성화하고 테스트 전압 또는 전류를 적용하여 부하 단자에서 본 Norton 저항(R_N)을 계산합니다.

Norton 등가 회로에 부하를 다시 연결합니다.

 

Norton의 정리는 특히 상호 연결된 여러 요소를 포함하는 회로를 다룰 때 회로 분석에서 강력한 도구입니다. 단일 전류원과 저항으로 회로를 단순화하여 특히 부하 저항이 변할 때 회로의 동작을 보다 쉽게 ​​분석할 수 있습니다.

 

중첩 원리:

 

중첩 원리는 여러 독립 소스가 있는 선형 회로를 분석하는 데 사용되는 기본 개념입니다. 여러 소스를 포함하는 선형 회로의 응답(전압 또는 전류)은 단독으로 작동하는 각 개별 소스에 의해 발생하는 응답의 대수적 합이며 다른 소스는 꺼집니다(내부 저항으로 대체됨).

 

중첩 원리를 적용하려면:

 

다른 모든 독립 소스를 끄는 동안(단락 또는 비활성화) 하나의 소스가 "켜진" ​​회로를 분석합니다.

옴의 법칙이나 Kirchhoff의 법칙과 같은 다양한 분석 기법을 사용하여 활성 소스에 의해 발생하는 응답(전압 또는 전류)을 결정합니다.

회로의 각 독립 소스에 대해 1단계와 2단계를 반복합니다.

개별 응답의 대수적 합을 찾아 회로의 전체 응답을 얻습니다.

 

중첩 원리는 효과를 독립적으로 고려하여 여러 소스가 있는 회로 분석을 단순화합니다. 저항, 커패시터, 인덕터 및 기타 선형 부품을 포함하는 회로에 적용할 수 있습니다. 그러나 종속 소스와 함께 사용하거나 검정력 값을 계산하는 데 사용할 수 없습니다.

 

전반적으로 Thevenin의 정리, Norton의 정리 및 중첩 원리는 복잡한 전기 회로를 분석하고 단순화하기 위한 강력한 도구를 제공합니다. 이를 통해 엔지니어는 회로 동작을 이해하고 예측하여 다양한 전기 시스템의 설계 및 문제 해결을 지원합니다.

 
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