Принципи електротехніки
Нортон Теорем: Трансформаційні схеми з вазі
Table of Contents
Нортон Теорем є фундаментальною концепцією в електротехнікі, яка спрощує аналіз складних схем. Вона дозволяє інженерам і студентам замінити складну мережу резисторів і джерел з простим еквівалентним контуром, що складається з одного джерела струму і паралельного резистора.
Розуміння нортона
Теорема називається Едвард Нортон, який введений в 1920-х роках. Нортон Теорем стверджує, що будь-яка лінійна електрична мережа з напругою та струмовими джерелами та опорами може бути замінена на термінали А та Б за еквівалентним струмом, I]N], паралельно з еквівалентною стійкістю, R]N].
Ключові компоненти Нортона Теорем
- ] ] ]] ]] Поточний, який би протікався через термінали, якщо вони були коротко замиканими.
- ] ):] // Стійкість, що відображається, дивлячись на схему з терміналів, коли всі незалежні джерела вимкнені.
Кроки до застосування Анорем Нортона
- Визначити частину схеми: Визначити, яку частину схеми потрібно проаналізувати.
- Подивитися навантаження: Відключення резистора навантаження з контуру.
- N: Розрахунок струму, що відбувається через коротку схему, розміщену по терміналах.
- Find RN:] вимкнення всіх незалежних джерел (замінити джерела напруги з короткими ланцюгами та струмовими джерелами з відкритими контурами) і розрахувати опір, що бачив з терміналів.
- Будуємо Нортон еквівалентний: Намалюйте стандартний контур з IN паралельно з RN.
- З'єднайте навантаження: Прикріпіть резистор навантаження назад до Нортон еквівалентного контуру.
Приклад Анорема Нортона
Для ілюстрації Нортона, розглянемо простий контур, що складається з джерела напруги 12 В і двох резисторів, 4Ω і 6Ω, в серії. Ми хочемо знайти Нортон еквівалентний при терміналах 6Ω резистора.
Крок 1: Визначити схему
У нас є джерело напруги (12V) в серії з двома резисторами: R1 = 4Ω і R2 = 6Ω. Ми проаналізуємо контури на терміналах R2].
Крок 2: Видалити навантаження
Ми відключаємо R2] (6Ω) з контуру, щоб фокусуватися на пошуку Нортон еквівалентний.
Крок 3: Знайти IN
Для пошуку IN ми коротко скорочуємо термінали, де R2]]]. Загальна стійкість в контурі тепер тільки R1 ] (4Ω). Поточний потік через контур можна розрахувати за допомогою закону Ом:
- Використання закону Ом: I = V / R
- [N = 12V / 4Ω = 3A
Крок 4: Знайти RN
Далі ми відключаємо незалежне джерело, замінивши джерело напруги 12В з коротким контуром. Тепер ми знаходимо еквівалентну стійкість, що відображається з терміналів:
- РN = R1 = 4Ω
Крок 5: Будівельна конструкція Нортона рівновага
Тепер можна побудувати стандартний контур Нортона, який складається з поточного джерела 3А паралельно з резистором 4Ω.
Крок 6: Від'єднати навантаження
Нарешті, ми можемо від'єднати резистор навантаження (6Ω) назад до Нортону еквівалентної схеми. Це дозволяє нам легко аналізувати ланцюг за допомогою спрощеної моделі Нортон.
Переваги використання Norton's Theorem
- Simplification: Знижує складні схеми для простих еквівалентів, що полегшує аналіз.
- Флексим: може використовуватися в різних конфігураціях ланцюга.
- Time-saving:] Швидкість розрахунку на схемний аналіз.
Загальні збори, які не можуть бути використані
- Невірно виявляти джерела: Забезпечити всі незалежні джерела коректно вимкнуті при розрахунку RN.
- Невипуск залежних джерел: Якщо присутні залежні джерела, не відключайте їх.
- Місплачення з'єднань навантаження: Завжди забезпечує завантаження правильно підключено після знаходження Нортону еквівалент.
Висновок
Нортон Теорем – це неоцінний інструмент для інженерів та студентів, таких як. За допомогою трансформування складних схем у простіші еквіваленти, полегшує аналіз та розуміння електричних мереж. Магістрування цієї теореми підвищує навички вирішення проблем та готує студентів для більш сучасних електричних інженерних концепцій.