Theorema Thevenin | Pengertian, Bunyi, Cara Menganalisis dan Contoh

Theorema Thevenin – Dalam bidang kelistrikan tidak luput dari berbagai macam teori yang bisa digunakan untuk dapat mengalirkan listrik tanpa ada masalah dan sesuai dengan kebutuhan.

Dalam suatu rangkaian tertentu kadang terdapat elemen yang merupakan suatu variabel pada saat elemen lainnya memiliki nilai tetap.

Misalnya pada pada terminal stopkontak di rumah bisa dihubungkan dengan macam-macam perangkat elektronik, dan menunjukkan ini adalah beban variabel.

Tiap elemen variabel berubah dan seluruh rangkaian butuh dianalisa dari awal. Namun, untuk menghindarinya, Teorema Thevenin teknik yang memungkinkan bagian tetap digantikan rangkaian ekuivalen.

Pengertian Theorema Thevenin

Theorema Thevenin merupakan salah satu teorema yang bermanfaat untuk digunakan menganalisis sirkuit listrik.

Teorema ini memperlihatkan kalau keseluruhan pada jaringan listrik tertentu, kecuali beban, bisa diganti dengan sirkuit ekuivalen.

Dimana sirkuit ekuivalen ini hanya memiliki kandungan sumber tegangan listrik independen bersama sebuah resistor yang terhubung secara seri, sampai hubungan arus litrik dan tegangan beban tidak berubah.

Untuk sirkuit baru hasil dari pengaplikasian Teorema Thevenin disebut sebagai sirkuit ekuivalen Thevenin.

Theorema Thevenin bisa juga dikatakan sebagai salah satu teori elektronika yang menyederhanakan rangkaian pengganti sumber tegangan yang disambungkan secara seri bersama resistansi yang ekuivalen.

Penemu dari teorema ini adalah seorang insinyur dengan kebangsaan Perancis bernama M. L. Thevenin.

Bunyi Theorema Thevenin

Teorema Thevenin memiliki bunyi yang menyatakan bahwa:

Setiap rangkaian linear yang terdiri dari beberapa tegangan dan juga resistor bisa digantikan dengan hanya satu teganggan tunggal dan juga satu resistor yang terhubung secara seri.

Cara Menganalisis Theorema Thevenin

Untuk menganalisis dan menghitung suatu rangkaian linear dengan memakai Theorema Thevenin maka terdapat langkah-langkah yang perlu dilakukan.

Berikut merupakan langkah-langkah untuk menghitung dan menganalisis menggunakan Theorema Thevenin:

1. Melepaskan resistor beban

2. Ukur/hitung tegangan rangkaian terbuka, karena tegangan ini yang disebut tegangan Thevenin atau juga bisa disebut tegangan voltage (V_TH).

3. Melepaskan sumber dari arus listrik lalu menghubungkan singkat sumber tegangan.

4. Ukur/hitung tegangan resistansi pada rangkaian terbuka, yang mana resistansi inilah yang disebut sebagai resistansi Thevenin atau R_TH (Thevenin resistance).

5. Gambarkan lagi rangkaian baru yang didasarkan pada pengukuran yang dilakukan di langkah kedua (tegangan rangkaian terbuka) sebagai tegangan sumber dan juga resistansi thevenin pada pengukuran di langkah 4 sebagai resistor yang disambungkan secara seri.

Rangkaian rumit yang sudah disederhanakan dengan didasarkan teorema Thevenin inilah yang disebut sebagai rangkaian ekuivalen Thevenin.

6. Pada langkah keeam atau terakhir ini, temukan arus listrik yang melewati resistor beban dengan memakai hukum ohm (IT = V_TH / (R_TH + R_L).

Contoh Kasus dan Perhitungan Theorema Thevenin

Untuk contoh kasus dan perhitungannya bersumber dari teknikelektronika.com.

Pada gambar di atas, cari V_TH R_TH dan juga arus beban serta teganan yang ada pada resistor beban dengan memakaki Theorema Thevenin.

Langkah 1

Melepaskan resistor beban 5 kΩ.

Langkah 2

Jika resistor beban sudah dibuka, rangkaiannya akan memiliki bentuk seperti gambar di atas. Arus listrik yang mengalir ke resistor 12 kΩ dan juga 4 kΩ adalah 3mA.

3mA di dapat dengan menggunakan Hukum Ohm I = V/R = 48V / (12kΩ + 4 kΩ = 0.003A (3mA). Resistor 8kΩ tidak dihitung karena ia adalah rangkaian terbuka yang tidak dialiri arus.

Langkah 3

Melepaskan sumber listrik lalu menghubungkan singkat sumber tegangan seperti pada gambar di atas.

Langkah 4

Setelah menghilangkan sumber tegangan 48V dengan melepas sumber arus listrik dan menghubungsingkatkan sumber tegangan, maka sumber tegangan ialah ekuivalen dengan 0 (V = 0).

Maka, hubungan dari resistor 8 kΩ adalah seri dengan parallel resistor 4 kΩ dan juga 12 kΩ. Maka cara perhitungan yang digunakan untuk mencari RTH adalah berikut:

R_TH = 8kΩ + (4kΩ x 12kΩ) / (4kΩ + 12kΩ) = 8kΩ + 3kΩ

R_TH = 11kΩ

Langkah 5

Menghubungkan kembali resistor beban 5kΩ seperti gambar di atas. Inilah Rangkaian Ekuivalen Thevenin.

Langkah 6

Aplikasikan pada teori Hukum Ohm untuk menghitung total arus beban dan juga tegangan beban.

Menghitung Arus Beban (IL)

I_L = V_TH / (R_TH + R_L)

= 12V / (11kΩ + 5 kΩ) = 12 / 16kΩ

= 0,75 mA

Menghitung Tegangan Beban (VL)

V_L = I_L X R_L

V_L = 0.75 mA x 5kΩ = 3.75V