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ミルマンの定理解説:テブナンからノートン経由でミルマン方程式へ

一見複雑な「ミルマン電圧」公式がどう導かれるか不思議に思ったことはありませんか?すべては、各並列枝路(直列抵抗+電圧源)をテブナン等価として扱い、それらをノートン等価に変換することです。結果の式は単に馴染みの並列抵抗計算ですが、電流源等価に適用したものです。

ミルマンの定理解説:テブナンからノートン経由でミルマン方程式へ

大きな分数の分子は枝路電流和(I=E/R)に類似、分母は逆数抵抗和の逆数、すなわち古典的並列抵抗公式を反映。

テブナン等価回路

ミルマンの定理解説:テブナンからノートン経由でミルマン方程式へ

例では枝路1(B1+R1)が28V、4Ωのテブナン源。ノートン変換で7A電流源並列4Ωに。枝路2は7A源並列1Ω、中間枝路(電圧源なし)は0A源並列2Ωに変換。

ノートン等価回路

ミルマンの定理解説:テブナンからノートン経由でミルマン方程式へ

並列電流源は単純加算。総回路電流は7A+0A+7A=14A。この加算がミルマン公式分子そのもの。

ミルマン方程式

ミルマンの定理解説:テブナンからノートン経由でミルマン方程式へ

全ノートン抵抗が並列接続、等価抵抗に簡約:

ミルマンの定理解説:テブナンからノートン経由でミルマン方程式へ

この場合並列抵抗は571.43mΩ(0.571Ω)。等価回路は単一ノートン源+抵抗に簡素化:

ミルマンの定理解説:テブナンからノートン経由でミルマン方程式へ

オームの法則(E=IR)適用で等価ペア両端電圧:

ミルマンの定理解説:テブナンからノートン経由でミルマン方程式へ

要約:総電流は枝路電流和(E/R)、総抵抗は逆数枝路抵抗和の逆数、総電圧はこれら2量の積。ミルマン定理はこの関係の簡潔な表現に過ぎません。

テブナンとノートン等価の結合を理解すれば、ミルマン方程式の謎は消えます。

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