El flux d’enginyeria elèctrica i electrònica està format per nombroses matèries d’enginyeria que inclou temes bàsics com teoremes de xarxa, anàlisi de circuits elèctrics, dispositius i circuits electrònics, etc. Aquests teoremes de xarxa s’utilitzen per resoldre circuits elèctrics i també per calcular diferents paràmetres, com ara tensió, corrent, etc., dels circuits. Diferents tipus de teoremes inclouen el teorema de Nortons, el teorema de la substitució, Teorema de Thvenins , etcètera. Aquí, en aquest article, analitzem detalladament un resum sobre el teorema de Nortorn amb exemples.
Teorema de Norton
Qualsevol circuit complex elèctric lineal es pot simplificar en un circuit simple que consisteix en una font de corrent única i una resistència equivalent paral·lela connectada a través de la càrrega. Considerem alguns exemples senzills del teorema de Norton per entendre amb detall la teoria de Norton. El circuit equivalent de Norton es pot representar tal com es mostra a la figura següent.
Circuits equivalents de Norton
Declaració del teorema de Norton
El teorema de Norton afirma que qualsevol circuit elèctric complex lineal es pot reduir en a circuit elèctric senzill amb un corrent i resistència connectats en paral·lel. Per entendre en profunditat la teoria de Norton, considerem els exemples del teorema de Norton de la següent manera.
Exemples del teorema de Nortons
Exemple del teorema de Norton
Considerem principalment un circuit elèctric simple que consta de dos fonts de tensió i tres resistències connectades com es mostra a la figura anterior. El circuit anterior consta de tres resistències entre les quals es considera que la resistència R2 és una càrrega. Aleshores, es pot representar el circuit com es mostra a continuació.
Circuit d'exemple del teorema de Nortons amb resistència de càrrega
Sabem que, si la càrrega canvia, el càlcul de diversos paràmetres dels circuits elèctrics és difícil. Tan, teoremes de xarxa s’utilitzen per calcular fàcilment els paràmetres de la xarxa.
Circuit d'exemple del teorema de Nortons després d'eliminar la resistència de càrrega
En aquest teorema de Norton també seguim el procediment similar al teorema devenins (fins a cert punt). Aquí, traieu principalment la càrrega (considereu la resistència R2 = 2 ohms com a càrrega al circuit) tal com es mostra a la figura anterior. Aleshores, curtcircuit els terminals de càrrega amb un cable (exactament oposat al procediment que seguim al teorema devenins, és a dir, circuit obert de terminals de càrrega) tal com es mostra a la figura següent. Ara, calculeu el corrent resultant (corrent a través de les resistències R1, R3 i la línia de curtcircuit després d’eliminar R2) tal com es mostra a la figura següent.
Corrent a través de R1, R3 i càrrega de curtcircuit
A la figura anterior, el corrent de la font de Nortons és igual a 14A que s’utilitza al circuit equivalent de Norton, tal com es mostra a la figura següent. El circuit equivalent al teorema de Norton consisteix en la font de corrent de Norton (INorton) en paral·lel a la resistència i la càrrega equivalents de Norton (RNorton) i la càrrega (aquí R2 = 2Ohms).
Circuit equivalent de Nortons amb INorton, RNorton, RLoad
Aquest circuit equivalent al teorema de Nortorn és un circuit paral·lel simple com es mostra a la figura. Ara, per calcular la resistència equivalent de Norton hem de seguir dos procediments com el teorema de Thevenins i el teorema de la superposició.
Primerament, traieu la resistència de càrrega (similar al pas del teorema de venins de calcular la resistència de venins). A continuació, substituïu les fonts de tensió per curtcircuit (cables en cas de fonts de tensió ideals i en cas de fonts de tensió pràctiques s’utilitzen les seves resistències internes). De la mateixa manera, les fonts de corrent amb circuit obert (es trenquen en cas de fonts de corrent ideals i en cas de fonts de corrent pràctiques s’utilitzen les seves resistències internes). Ara, el circuit es converteix en el que es mostra a la figura següent i és un circuit paral·lel senzill amb resistències.
Trobar la resistència de Nortons
Com que les resistències R1 i R3 són paral·leles entre si, el valor de la resistència de Norton és igual al valor de resistència paral·lela de R1 i R3. Aleshores, es pot representar el circuit equivalent del teorema total de Norton tal com es mostra al circuit següent.
Circuit equivalent del teorema de Norton
La fórmula per calcular el corrent de càrrega, Iload es pot calcular utilitzant diverses lleis bàsiques, com ara Llei d’Ohm , La llei de tensió de Krichhoff i la llei actual de Krichhoff.
Així, el corrent que passa per la resistència de càrrega Rload (R2) ve donat per
Carrega la fórmula actual
On,
I N = actual de Norton (14A)
R N = resistència de Norton (0,8 ohms)
R L = Resistència a la càrrega (2 ohms)
Per tant, carrejo = corrent que passa per resistència de càrrega = 4A.
De la mateixa manera, les xarxes lineals grans, complexes i amb diversos nombres de fonts (fonts de corrent o tensió) i resistències es poden reduir a circuits paral·lels simples amb una font de corrent única en paral·lel a la resistència i la càrrega de Norton.
Així, es pot determinar el circuit equivalent de Norton amb Rn i In i es pot formar un circuit paral·lel simple (a partir d’un circuit de xarxa complex). Els càlculs dels paràmetres del circuit es poden analitzar fàcilment. Si un resistència al circuit es canvia ràpidament (càrrega) i el teorema de Norton es pot utilitzar per realitzar càlculs fàcilment.
Coneixeu algun teorema de xarxa que no sigui el teorema de Norton que s’utilitza habitualment a la pràctica circuits elèctrics ? A continuació, compartiu les vostres opinions, comentaris, idees i suggeriments a la secció de comentaris de sota.
