Teorema Thevenin

Teorema Thevenin bertujuan untuk menyederhanakan rangkaian rangkaian beban listrik yang nantinya bisa dicari arus maupun tegangan pada suatu titik tertentu.

Dalam teori Thevenin, kita mencari :

1. R thevenin (Rth)

2. Tegangan thevenin (Vth)

Menyederhanakan rangkaiannya menjadi seperti berikut :

Resistor paling kanan dicabut. Kemudian kita menyederhanakan rangkaian yang di kiri menjadi Rth.

Rth adalah R thevenin dan pada Rth memiliki tegangan Vth. Ini berarti tegangan pada resistor yang dilepas adalah sesuai hukum kirchoff pembagi tegangan.

Dengan :

VL adalah tegangan di beban paling kanan

Vs adalah tegangan sumber

Vth adalah tegangan thevenin

Vth didapat dalam satu paket saat mencari Rth. Adapun langkah yang dimaksud menggunakan kaidah:

1. Untuk mengonversi rangkaian seri menjadi paralel, kita harus mengubah sumber tegangan menjadi sumber arus.

2. Untuk mengonversi rangkaian paralel menjadi rangkaian seri, kita harus mengubah sumber arus menjadi sumber tegangan.

Dari gambar di atas dapat disimpulkan bahwa R1 yang seri dengan sumber tegangan sama artinya dengan R1 yang paralel dengan sumber arus. Inilah yang mendasari pengerjaan operasi thevenin.

========================================================================

Vth didapat dalam satu paket dalam pengerjaan Rth. Untuk mengerti Vth, marilah kita coba mengerjakan contoh soal berikut.

Carilah nilai Rth dan Vth nya!

RB sebagai R yang paling kanan harus dilepas, sehingga kita bisa memulai mengerjakannya.

Perhatikan R1! R1 seri dengan sumber tegangan. Untuk bisa menggabungkannya dengan R2, maka kita bisa mengubah R1 agar menjadi paralel. Sumber tegangan menjadi sumber arus.

Nilai sumber arus adalah sebesar:

Sekarang R1 bisa diparalelkan dengan R2 sehingga didapatkan Rpar1.

Selanjutnya kita serikan Rpar1 dengan R3.

Ubah sumber arus menjadi sumber tegangan, sehingga didapat Rpar1 menjadi seri dengan sumber tegangan dan R3. Besarnya tegangan untuk sumber tegangan ini adalah:

Nah sekarang kita bisa serikan Rpar1 dengan R3. Demikian kita mendapatkan Rseri1.

Rseri1 diparalelkan dengan R4. Sumber tegangan berubah menjadi sumber arus, dengan nilai sebesar:

Sekarang paralelkan Rseri1 dengan R4. Maka kita akan mendapatkan Rpar2. Kita akan mendapatkan Rpar2 sebesar :

Kemudian kita bisa men-serikan Rpar2 dengan R5. Tentunya dengan mengubah sumber arus  menjadi sumber tegangan. Nilai sumber tegangan ini adalah nilai dari Vth dan hasil seri Rpar2 dengan R5 adalah Rth – nya.

Jadi, besarnya Vth adalah 1,5 volt.

Jadi, pada soal di atas didapat Rth = 2 ohm dan Vth = 1,5 Volt

Tambahan :

Dalam teorema thevenin, karena resistor RB dibuka, maka Vth hanya melibatkan Rpar2 saja (tidak melibatkan R5) karena diilustrasikan tidak ada tegangan di R5.

Akhirnya rangkaian di atas menjadi sangat sederhana seperti berikut:

Sekian penjelasan mengenai teorema thevenin. Mengenai berapa arus dan tegangan pada RB, itu akan dibahas pada postingan selanjutnya.