Pengantar Teorema Jaringan di Teknik Elektro

Coba Instrumen Kami Untuk Menghilangkan Masalah





Teorema rangkaian listrik selalu bermanfaat untuk membantu mencari tegangan dan arus pada rangkaian multi loop. Teorema ini menggunakan aturan atau rumus dasar dan persamaan dasar matematika untuk dianalisis komponen dasar kelistrikan atau elektronik parameter seperti tegangan, arus, hambatan, dan sebagainya. Teorema fundamental ini mencakup teorema dasar seperti Teorema Superposisi, Teorema Tellegen, Teorema Norton, Teorema Transfer Daya Maksimum, dan Teorema Thevenin. Kelompok lain dari teorema jaringan yang banyak digunakan dalam proses analisis sirkuit termasuk teorema Kompensasi, teorema Substitusi, Teorema timbal balik, Teorema Millman, dan Teorema Miller.

Teorema Jaringan

Semua teorema jaringan dibahas secara singkat di bawah ini.




1. Teorema Posisi Super

Teorema superposisi adalah cara untuk menentukan arus dan tegangan yang ada dalam rangkaian yang memiliki banyak sumber (dengan mempertimbangkan satu sumber pada satu waktu). Teorema superposisi menyatakan bahwa dalam jaringan linier yang memiliki sejumlah sumber tegangan atau arus dan resistansi, arus yang melalui cabang jaringan mana pun adalah jumlah aljabar arus karena masing-masing sumber ketika bertindak secara independen.

Teorema Posisi Super

Teorema Posisi Super



Teorema superposisi hanya digunakan dalam jaringan linier. Teorema ini digunakan di sirkuit AC dan DC di mana itu membantu untuk membangun sirkuit ekivalen Thevenin dan Norton.

Pada gambar di atas, rangkaian dengan dua sumber tegangan dibagi menjadi dua rangkaian tersendiri menurut pernyataan teorema ini. Sirkuit individual di sini membuat seluruh sirkuit terlihat lebih sederhana dengan cara yang lebih mudah. Dan, dengan menggabungkan kedua rangkaian ini lagi setelah penyederhanaan individu, seseorang dapat dengan mudah menemukan parameter seperti penurunan tegangan pada setiap resistansi, tegangan node, arus, dll.

2. Teorema Thevenin

Pernyataan: Jaringan linier yang terdiri dari sejumlah sumber tegangan dan resistansi dapat diganti dengan jaringan ekivalen yang memiliki sumber tegangan tunggal yang disebut tegangan Thevenin (Vthv) dan resistansi tunggal yang disebut (Rthv).


Teorema Thevenin

Teorema Thevenin

Gambar di atas menjelaskan bagaimana teorema ini dapat diterapkan untuk analisis rangkaian. Tegangan Thevinens dihitung dengan rumus yang diberikan antara terminal A dan B dengan memutus loop pada terminal A dan B. Selain itu, resistansi Thevinens atau resistansi ekivalen dihitung dengan memperpendek sumber tegangan dan sumber arus rangkaian terbuka seperti yang ditunjukkan pada gambar.

Teorema ini dapat diterapkan pada jaringan linier dan bilateral. Ini terutama digunakan untuk mengukur resistansi dengan jembatan Wheatstone.

3. Teorema Norton

Teorema ini menyatakan bahwa setiap rangkaian linier yang mengandung beberapa sumber energi dan resistansi dapat diganti dengan generator arus konstan tunggal secara paralel dengan resistor tunggal.

Teorema Norton

Teorema Norton

Ini juga sama dengan teorema Thevinens, di mana kita menemukan nilai tegangan dan resistansi ekuivalen Thevinens, tetapi di sini nilai ekuivalen arus ditentukan. Proses menemukan nilai-nilai ini ditunjukkan seperti contoh pada gambar di atas.

4. Teorema Transfer Daya Maksimum

Teorema ini menjelaskan kondisi transfer daya maksimum ke beban dalam berbagai kondisi rangkaian. Teorema menyatakan bahwa transfer daya oleh sumber ke beban adalah maksimum dalam jaringan ketika resistansi beban sama dengan resistansi internal sumber. Untuk rangkaian AC impedansi beban harus sesuai dengan impedansi sumber untuk transfer daya maksimum meskipun beban beroperasi pada perbedaan faktor daya .

Teorema Transfer Daya Maksimum

Teorema Transfer Daya Maksimum

Misalnya, gambar di atas menggambarkan diagram rangkaian di mana rangkaian disederhanakan hingga tingkat sumber dengan resistansi internal menggunakan teorema Thevenin. Perpindahan daya akan maksimal ketika resistansi Thevinens ini sama dengan resistansi beban. Aplikasi Praktis dari teorema ini mencakup sistem audio di mana resistansi pembicara harus disesuaikan dengan penguat daya audio untuk mendapatkan hasil yang maksimal.

5. Teorema Timbal Balik

Teorema timbal balik membantu menemukan solusi lain yang sesuai bahkan tanpa pekerjaan lebih lanjut, setelah rangkaian dianalisis untuk satu solusi. Teorema tersebut menyatakan bahwa dalam jaringan bilateral pasif linier, sumber eksitasi dan respons yang sesuai dapat dipertukarkan.

Teorema Timbal Balik

Teorema Timbal Balik

Pada gambar di atas, arus di cabang R3 adalah I3 dengan sumber tunggal Vs. Jika sumber ini diganti ke cabang R3 dan menyingkat sumber di lokasi semula, maka arus yang mengalir dari lokasi asli I1 sama dengan arus I3. Ini adalah bagaimana kita dapat menemukan solusi yang sesuai untuk rangkaian setelah rangkaian dianalisis dengan satu solusi.

6. Teorema Kompensasi

Teorema Kompensasi

Teorema Kompensasi

Dalam jaringan aktif bilateral mana pun, jika jumlah impedansi diubah dari nilai asli ke nilai lain yang membawa arus I, maka perubahan yang dihasilkan yang terjadi di cabang lain sama dengan yang akan disebabkan oleh sumber tegangan injeksi. di cabang yang dimodifikasi dengan tanda negatif, yaitu arus tegangan minus dan produk impedansi berubah. Empat gambar yang diberikan di atas menunjukkan bagaimana teorema kompensasi ini dapat diterapkan dalam menganalisis rangkaian.

7. Teorema Millman

Teorema Millman

Teorema Millman

Teorema ini menyatakan bahwa ketika sejumlah sumber tegangan dengan resistansi internal terbatas beroperasi secara paralel dapat diganti dengan sumber tegangan tunggal dengan impedansi setara seri. Tegangan Setara untuk sumber paralel ini dengan sumber internal masuk Teorema Millman dihitung dengan rumus yang diberikan di bawah ini, yang ditunjukkan pada gambar di atas.

8. Teorema Tellegen

Teorema Tellegen

Teorema Tellegen

Teorema ini dapat diterapkan untuk sirkuit dengan jaringan linier atau nonlinier, pasif, atau aktif dan histeris atau non-histeris. Ini menyatakan bahwa penjumlahan daya sesaat di sirkuit dengan jumlah cabang n adalah nol.

9. Teorema Substitusi

Teorema ini menyatakan bahwa setiap cabang dalam jaringan dapat diganti dengan cabang yang berbeda tanpa mengganggu arus dan tegangan di seluruh jaringan asalkan cabang baru tersebut memiliki rangkaian tegangan dan arus terminal yang sama seperti cabang aslinya. Teorema substitusi dapat digunakan dalam rangkaian linier dan nonlinier.

10. Teorema Miller

Teorema Miller

Teorema Miller

Teorema ini menyatakan bahwa dalam rangkaian linier jika ada cabang dengan impedansi Z yang dihubungkan antara dua node dengan tegangan nodal, cabang ini dapat diganti dengan dua cabang yang menghubungkan node yang sesuai ke ground dengan dua impedansi. Penerapan teorema ini tidak hanya menjadi alat yang efektif untuk membuat rangkaian ekivalen tetapi juga alat untuk merancang tambahan yang dimodifikasi sirkuit elektronik dengan impedansi.

Ini semua adalah teorema jaringan dasar yang digunakan secara luas dalam analisis rangkaian listrik atau elektronik. Kami berharap Anda mendapatkan beberapa ide dasar tentang semua teorema ini.

Perhatian dan minat Anda dalam membaca artikel ini sangat menggembirakan bagi kami, dan oleh karena itu, kami mengantisipasi minat tambahan Anda pada topik, proyek, dan karya lainnya. Jadi Anda dapat menulis kepada kami tentang umpan balik, komentar, dan saran Anda di bagian komentar yang diberikan di bawah ini.

Kredit Foto