テブナン等価回路は負荷動作を保つ

2端子から見る有用な表現

独立電源を持つ線形抵抗回路網は、選んだポートでテブナン電圧$V_{TH}$と直列抵抗$R_{TH}$に表せます。等価回路はそのポートの負荷電圧と電流を予測します。内部枝電流や全ての部品電力は保ちません。計算前にポートの2端子を示します。

$V_{TH}$はポート開放電圧です。この独立電源例の$R_{TH}$を求めるには、理想電圧源を0にして短絡へ、理想電流源を0にして開放へ置き換えます。従属電源は有効に残す必要があり、試験電源法が必要です。これは最初の例の範囲外です。

最初から解き直さず負荷付き分圧器を求める

5 V分圧器は上側10 kΩと下側10 kΩの抵抗を使います。開放出力は2.5 Vです。5 V源を短絡すると両抵抗が出力からグラウンドにつながるので、$R_{TH}=10\,\mathrm{k}\Omega\parallel10\,\mathrm{k}\Omega=5$ kΩです。10 kΩ負荷を付けると、出力$2.5\times10/(5+10)=1.666667$ V、負荷電流0.166667 mAです。

元のポート: 分圧器の out, 接地
等価回路: 2.5 V 電圧源 --- 5 kohm --- out --- 負荷 --- 接地

開放電圧は2.5 Vのままですが、全負荷で2.5 Vという保証ではありません。5 kΩの電源インピーダンスが低下を説明します。元回路でも確認します。下側10 kΩと負荷の並列は5 kΩで、5 Vの5/(10+5)倍は同じ結果です。

等価回路で分からないこと

テブナン抵抗の消費電力は、一般に元の分圧器の総発熱ではありません。部品定格には元回路を使います。非線形ダイオード回路網も、1バイアス点近傍の局所小信号等価回路だけが可能なことがあります。問いに範囲の合う電源モデルを使い、元図を設計メモに残し、美しい簡略化で物理限界を消さないようにします。