📜  网络理论-诺顿定理

📅  最后修改于: 2020-12-14 03:16:12             🧑  作者: Mango


诺顿定理类似于戴维南定理。它指出,任何两个端子的线性网络或电路都可以用等效网络或电路表示,该等效网络或电路由与电阻并联的电流源组成。这就是诺顿的等效电路。线性电路可能包含独立的源,相关的源和电阻。

如果一个电路具有多个独立的信号源,从属信号源和电阻,则可以用诺顿等效电路替换该元素左侧的整个网络,从而轻松地找到该元素的响应。

元件中响应可以是该元件两端的电压,流经该元件的电流或该元件两端的功耗。

下图说明了此概念。

元素响应

诺顿的等效电路类似于实际的电流源。因此,它具有与电阻并联的电流源。

  • 诺顿等效电路中存在的电流源称为诺顿等效电流或简称为诺顿电流I N。

  • 诺顿等效电路中存在的电阻器称为诺顿等效电阻器或简称为诺顿电阻器R N。

查找诺顿等效电路的方法

三种查找诺顿等效电路的方法。根据网络中存在的源类型,我们可以选择这三种方法之一。现在,让我们一一讨论这三种方法。

方法1

如果仅存在独立类型源,请按照以下步骤查找诺顿的等效电路。

  • 步骤1-通过打开要查找诺顿等效电路的端子来考虑电路图。

  • 步骤2-通过使上述电路的两个断开的端子短路来找到诺顿电流I N。

  • 步骤3-通过消除步骤1中考虑的电路的开路端子,找出诺顿电阻R N。诺顿电阻R N与戴维宁电阻R Th相同

  • 步骤4-通过将Norton的电流IN与Norton的电阻R N并联连接,绘制Norton的等效电路

现在,我们可以在Norton等效电路右侧的元素中找到响应。

方法2

当存在独立类型和从属类型时,请按照以下步骤查找诺顿的等效电路。

  • 步骤1-通过打开要查找诺顿等效电路的端子来考虑电路图。

  • 步骤2-找到上述电路的开路端子两端的开路电压VOC

  • 步骤3-通过短路上述电路的两个开路端子来找到诺顿电流I N。

  • 步骤4-使用以下公式找到诺顿电阻R N。

$$ R_N = \ frac {V_ {OC}} {I_N} $$

  • 步骤5-通过将Norton的电流I N与Norton的电阻R N并联连接,绘制Norton的等效电路。

现在,我们可以在Norton等效电路右侧的元素中找到响应。

方法3

这是查找诺顿等效电路的另一种方法。

  • 步骤1-在所需的两个端子之间找到戴维南等效电路。我们知道,它由戴维宁的电压源V Th和戴维宁的电阻器R Th组成

  • 步骤2-源变换技术应用于上述戴维南等效电路。我们将获得诺顿的等效电路。这里,

诺顿的当前,

$$ I_N = \ frac {V_ {Th}} {R_ {Th}} $$

诺顿的抵抗力

$$ R_N = R_ {Th} $$

下图说明了这个概念。

源转换

现在,我们可以通过将Norton的等效电路放在该元素的左侧来在该元素中找到响应。

注意-同样,我们可以通过先找到诺顿的等效电路,然后对其应用源转换技术,来找到戴维南的等效电路。下图说明了这个概念。

技术

这是找到戴维南等效电路的方法3。

找到流过20欧姆的电流;首先在端子A和B的左侧找到Norton的等效电路,从而获得一个电阻。

示例问题

让我们使用方法3解决此问题。

步骤1-在上一章中,我们计算了戴维南等效电路在端子A和B的左侧。我们现在可以使用此电路。如下图所示。

抵抗性

这里,戴维南的电压$ V_ {Th} = \ frac {200} {3} V $和戴维南的电阻$ R_ {Th} = \ frac {40} {3} \ Omega $

步骤2-源变换技术应用于上述戴维南等效电路。用以下诺顿电流公式替换V ThR Th的值。

$$ I_N = \ frac {V_ {Th}} {R_ {Th}} $$

$$ I_N = \ frac {\ frac {200} {3}} {\ frac {40} {3}} = 5A $$

因此,诺顿的电流I N5A

我们知道诺顿的电阻R N与戴维宁的电阻R Th相同

$$ \ mathbf {R_N = \ frac {40} {3} \ Omega} $$

下图显示了与上述戴维南等效电路相对应的诺顿等效电路。

诺顿赛车场

现在,将Norton的等效电路放在给定电路的端子A和B的左侧。

码头

通过使用分流原理,流过20μΩ电阻的电流将为

$$ I_ {20 \ Omega} = 5 \ lgroup \ frac {\ frac {40} {3}} {\ frac {40} {3} + 20} \ rgroup $$

$$ I_ {20 \ Omega} = 5 \ lgroup \ frac {40} {100} \ rgroup = 2A $$

因此,流过20欧姆的电流;电阻为2 A。