電気回路・電磁気の基礎
10 Vの直流電圧源(内部抵抗0)に抵抗R1 = 6 kΩとR2 = 4 kΩを直列に接続し、R2の両端を出力端子とした。出力端子から見たテブナンの等価回路(等価電圧Vthと等価抵抗Rth)として正しいものはどれか。
- AVth = 6 V、Rth = 2.4 kΩ
- BVth = 4 V、Rth = 2.4 kΩ
- CVth = 4 V、Rth = 10 kΩ
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正解：B. Vth = 4 V、Rth = 2.4 kΩ
Vthは出力端子を開放したときの電圧で、10 V × 4/(6 + 4) = 4 Vです。Rthは電圧源を短絡して出力端子から見た抵抗で、R1とR2が並列になるため 6 × 4/(6 + 4) = 2.4 kΩです。この等価回路に負荷RLをつなげば、流れる電流は 4 V/(2.4 kΩ + RL) と簡単に計算できます。電流源を含む回路では、Rthを求めるときに電流源を開放します。
- A. Vth = 6 VはR1の両端の電圧で、出力端子の電圧ではありません。
- B. 正しい。Vth = 4 V、Rth = 6 kΩ ∥ 4 kΩ = 2.4 kΩです。
- C. Rth = 10 kΩはR1とR2を直列として足した値です。電圧源を短絡すると、2本は出力端子から見て並列になります。