Η ροή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Ηλεκτρονικής περιλαμβάνει πολλά θέματα μηχανικής που περιλαμβάνουν βασικά θέματα όπως θεωρήματα δικτύου, ανάλυση ηλεκτρικών κυκλωμάτων, ηλεκτρονικές συσκευές και κυκλώματα κ.ο.κ. Αυτά τα θεωρήματα δικτύου χρησιμοποιούνται για την επίλυση ηλεκτρικών κυκλωμάτων και επίσης για τον υπολογισμό διαφορετικών παραμέτρων όπως τάση, ρεύμα κ.λπ. των κυκλωμάτων. Διαφορετικοί τύποι θεωρημάτων περιλαμβάνουν το θεώρημα Nortons, το θεώρημα υποκατάστασης, Θεώρημα Thvenins , και ούτω καθεξής. Εδώ, σε αυτό το άρθρο, ας συζητήσουμε λεπτομερώς σχετικά με μια σύντομη παρουσίαση του θεωρήματος του Nortorn με παραδείγματα.
Το θεώρημα του Norton
Οποιοδήποτε γραμμικό ηλεκτρικό κύκλωμα συμπλέγματος μπορεί να απλοποιηθεί σε απλό κύκλωμα που αποτελείται από μία πηγή ρεύματος και παράλληλη ισοδύναμη αντίσταση συνδεδεμένη κατά μήκος του φορτίου. Ας εξετάσουμε μερικά απλά παραδείγματα θεωρήματος Norton για να κατανοήσουμε λεπτομερώς τη θεωρία του Norton. Το ισοδύναμο κύκλωμα του Norton μπορεί να αναπαρασταθεί όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Ισοδύναμα κυκλώματα Norton
Η δήλωση του Θεόρητου του Norton
Το θεώρημα του Norton δηλώνει ότι οποιοδήποτε γραμμικό σύνθετο ηλεκτρικό κύκλωμα μπορεί να μειωθεί σε α απλό ηλεκτρικό κύκλωμα με ένα ρεύμα και αντίσταση συνδεδεμένα παράλληλα. Για να κατανοήσουμε σε βάθος τη θεωρία του Norton, ας εξετάσουμε τα παραδείγματα του θεωρήματος του Norton ως εξής.
Παραδείγματα θεωρήσεων Nortons
Παράδειγμα θεώρημα Norton
Καταρχήν, ας εξετάσουμε ένα απλό ηλεκτρικό κύκλωμα που αποτελείται από δύο πηγές τάσης και τρεις αντιστάσεις που συνδέονται όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα. Το παραπάνω κύκλωμα αποτελείται από τρεις αντιστάσεις μεταξύ των οποίων η αντίσταση R2 θεωρείται φορτίο. Στη συνέχεια, το κύκλωμα μπορεί να αναπαρασταθεί όπως φαίνεται παρακάτω.
Κύκλωμα παραδείγματος θεώρημα Nortons με αντίσταση φορτίου
Γνωρίζουμε ότι, εάν αλλάξει το φορτίο, τότε ο υπολογισμός των διαφόρων παραμέτρων των ηλεκτρικών κυκλωμάτων είναι δύσκολος. Ετσι, θεωρήματα δικτύου χρησιμοποιούνται για τον εύκολο υπολογισμό των παραμέτρων δικτύου.
Κύκλωμα παραδείγματος θεώρημα Nortons μετά την αφαίρεση της αντίστασης φορτίου
Σε αυτό το θεώρημα του Norton ακολουθούμε επίσης τη διαδικασία παρόμοια με το θεώρημα thevenins (μέχρι κάποιο βαθμό). Εδώ, αφαιρέστε κυρίως το φορτίο (θεωρήστε την αντίσταση R2 = 2 Ohms ως φορτίο στο κύκλωμα) όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα. Επειτα, βραχυκύκλωμα τους ακροδέκτες φορτίου με ένα καλώδιο (ακριβώς αντίθετο από τη διαδικασία που ακολουθούμε στο θεώρημα thevenins, δηλαδή, το ανοικτό κύκλωμα των ακροδεκτών φορτίου) όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Τώρα, υπολογίστε το προκύπτον ρεύμα (ρεύμα μέσω αντιστάσεων R1, R3 και βραχυκύκλωμα μετά την αφαίρεση του R2) όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
Ρεύμα μέσω R1, R3 και βραχυκύκλωμα φορτίου
Από την παραπάνω εικόνα, το ρεύμα πηγής Nortons ισούται με το 14Α που χρησιμοποιείται στο ισοδύναμο κύκλωμα του Norton όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Το ισοδύναμο κύκλωμα θεώρημα του Norton αποτελείται από την πηγή ρεύματος Norton (INorton) παράλληλα με την ισοδύναμη αντίσταση του Norton (RNorton) και το φορτίο (εδώ R2 = 2Ohms).
Ισοδύναμο κύκλωμα Nortons με INorton, RNorton, RLoad
Αυτό το ισοδύναμο κύκλωμα θεωρήματος του Nortorn είναι ένα απλό παράλληλο κύκλωμα όπως φαίνεται στο σχήμα. Τώρα, για τον υπολογισμό της ισοδύναμης αντίστασης του Norton πρέπει να ακολουθήσουμε δύο διαδικασίες όπως το θεώρημα Thevenins και το θεώρημα Superposition.
Κατά κύριο λόγο, αφαιρέστε την αντίσταση φορτίου (παρόμοια με το θεώρημα thevenins για τον υπολογισμό της αντίστασης thevenins). Στη συνέχεια, αντικαταστήστε τις πηγές τάσης με βραχυκύκλωμα (καλώδια στην περίπτωση ιδανικών πηγών τάσης και στην περίπτωση πρακτικών πηγών τάσης χρησιμοποιούνται οι εσωτερικές τους αντιστάσεις). Ομοίως, πηγές ρεύματος με ανοιχτό κύκλωμα (διακόπτονται στην περίπτωση ιδανικών πηγών ρεύματος και στην περίπτωση πρακτικών πηγών ρεύματος χρησιμοποιούνται οι εσωτερικές τους αντιστάσεις). Τώρα, το κύκλωμα γίνεται όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα και είναι ένα απλό παράλληλο κύκλωμα με αντιστάσεις.
Εύρεση αντοχής Nortons
Καθώς οι αντιστάσεις R1 και R3 είναι παράλληλες μεταξύ τους, η τιμή της αντίστασης του Norton είναι ίση με την παράλληλη τιμή αντίστασης των R1 και R3. Στη συνέχεια, το συνολικό ισοδύναμο θεώρημα του Norton μπορεί να αναπαρασταθεί όπως φαίνεται στο παρακάτω κύκλωμα.
Ισοδύναμο κύκλωμα Theorem του Norton
Ο τύπος για τον υπολογισμό του ρεύματος φορτίου, το Iload μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας διάφορους βασικούς νόμους όπως Ο νόμος , Ο νόμος περί τάσης του Krichhoff και ο ισχύων νόμος του Krichhoff.
Έτσι, το ρεύμα που διέρχεται από την αντίσταση φορτίου Rload (R2) δίνεται από
Φόρτωση τρέχοντος τύπου
Που,
I N = Τρέχουσα Norton (14A)
R N = Αντίσταση του Norton (0,8 Ohms)
R L = Αντίσταση φορτίου (2 Ohms)
Επομένως, φορτώνω = ρεύμα που διέρχεται από αντίσταση φορτίου = 4Α.
Ομοίως, τα μεγάλα, περίπλοκα, γραμμικά δίκτυα με αρκετούς αριθμούς πηγών (πηγές ρεύματος ή τάσης) και αντιστάσεις μπορούν να μειωθούν σε απλά παράλληλα κυκλώματα με μία πηγή ρεύματος παράλληλα με την αντίσταση και το φορτίο του Norton.
Έτσι, μπορεί να προσδιοριστεί το ισοδύναμο κύκλωμα του Norton με Rn και In και μπορεί να σχηματιστεί ένα απλό παράλληλο κύκλωμα (από ένα σύνθετο κύκλωμα δικτύου). Οι υπολογισμοί των παραμέτρων κυκλώματος μπορούν να αναλυθούν εύκολα. Εάν ένα αντίσταση στο κύκλωμα αλλάζει γρήγορα (φορτίο), τότε το θεώρημα του Norton μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εύκολη εκτέλεση υπολογισμών.
Γνωρίζετε τυχόν θεωρήματα δικτύου εκτός από το θεώρημα του Norton που χρησιμοποιούνται συνήθως στην πράξη ηλεκτρικά κυκλώματα ; Στη συνέχεια, μοιραστείτε τις απόψεις, τα σχόλια, τις ιδέες και τις προτάσεις σας στην παρακάτω ενότητα σχολίων.
