Teori Rangkaian Thevenin

Diposting pada

Pemahaman Teori Thevenin

Pemahaman mengenai Teori Rangkaian Thevenin memungkinkan kita bisa mengganti sebuah jaringan yang rumit dengan beberapa nilai tahanan / resistansi dengan rangkaian yang sederhana tapi stara yang terdiri dari sumber tegangan yang terhubung secara seri dengan resistansi tunggal. Coba perhatikan gambar rangkaian di bawah ini.

Rangkaian Ekuivalen Thevenin
Rangkaian Ekuivalen Thevenin

Sumber tegangan tunggal menurut teori Thevenin (VOC) adalah hanya tegangan yang keluar diantara terminal ketika tidak terhubung. Artinya, merupakan tegangan open-circuit yang keluar diantara titik X dan Y.

Resistansi tunggal (R) adalah resistansi yang akan timbul di dalam jaringan antara titik X dan Y ketika semua sumber tegangan (diasumsikan merupakan tegangan yang sempurna) diganti dengan sambungan / koneksi hubung arus pendek.

Ingat bahwa jika sumber tegangan tidak sempurna (terpengaruh oleh resistansi internal) rangkaian ekuivalen harus dibuat berdasar bahwa setiap sumber tegangan digantikan oleh resistansi internal itu sendiri.

Setelah kita mendapatkan nilai-nilai untuk VOC dan R, kita dapat menentukanbagaiamana jaringan akan bereaksi / bekerja  ketika terhubung ke beban, yaitu ketika resistor terhubung pada terminal X dan Y.

Contoh permasalah tentang Teori Rangkaian Thevenin

Pada gambar berikut ini menunjukkan sebuah rangkaian jembatan Wheatstone. Tentukan arus yang akan mengalir dengan beban 100Ω yang terhubung pada terminal A dan B.

Rangkaian Soal
Rangkaian Soal

Cara penyelesaian contoh permasalahan diatas

Pertama , perlu kita tentukan persamaan / kesetaraan rangkaian Thevenin, Untuk menentukan nilai VOC kita bisa mengatur / merakit sebuah rangkaian jembatan sebagai pembagi tegangan.

Tegangan pada R2 dan R4 dapat dihitung dengan cara sebagai berikut:

V = 10 x (R2 / (R1 + R2))

V = 10 x (600 / (500 +600))

V = 10 x 0,5454

V = 5,454V

Maka didapatkan tegangan di A, relatif terhadap Y, yaitu 5,454V.

Untuk R4 :

V = 10 x (R4 / (R3 + R4)

V = 10 x (400 / (500 + 400))

V = 10 x 0,4444

V = 4,444V.

Maka didapatkan tegangan di B, relatif terhadap Y, yaitu 4,444V.

Tegangan VAB akan menjadi perbedaan antara VAY dan VBY, maka tegangan output rangkaian terbuka (VAB) akan menjadi:

VAB = VAY – VBY

VAB = 5,454 – 4,444

VAB = 1,01V

Selanjutnya kita perlu menemukan resistansi persamaan Thevenin. Untuk melakukan hal ini, kita dapat melakukan redraw rangkaian, seperti yang ditunjukkan pada skema berikut:

Rangkaian Setara / Persamaan
Rangkaian Setara / Persamaan

Nilai tahanan / hambatan setara nya adalah:

R = ((R1 x R2) / (R1 + R2)) + ((R3 x R4) / (R3 + R4))

R = ((500 x 600) / (500 + 600)) + ((500 x 400) / (500 + 400))

Demikian:

R = (300000/1100) + (200000/900)

R = 272 + 222,2

R = 494,9V

Rangkaian Thevenin ekuivalen ditunjukkan seperti gambar berikut:

Rangkaian Setara Persamaan 2
Rangkaian Setara Persamaan 2

Untuk menentukan arus dalam beban 100Ω yang terhubung antara titik A dan B, kita dapat menggunakan rangkaian setara Thevenin dengan hanya menambahkan resistor ukuran 100Ω pada rangkaian dan menggunakan hukum Ohm. Seperti yang ditunjukkan gambar ini:

Rangkaian Setara Persamaan 3
Rangkaian Setara Persamaan 3

Arus yang mengalir pada gambar diatas adalah:

I = ((V / (R + 100)) + ((10 / (494,9 + 100))

I = 10 / 594,9

I = 0,0168A

I = 16,8mA

Loading...
loading...
Gambar Gravatar
Saya bekerja di sebuah perusahaan Marine Service di Batam, aktivitas saya setiap hari selain melakukan kegiatan pokok di perusahaan juga menulis di blog, membangun web. Saya nge-blog sejak 2009 dan merupakan hobi sekaligus saya berbagi pengalaman.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.