NORTONの定理

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ノートンの定理により、複雑な回路を、電流源と並列接続された抵抗だけを含む単純な等価回路に置き換えることができます。 この定理は理論的にも実用的にも非常に重要です。

簡潔に述べれば、ノートンの定理は言う:

任意の二端子線形回路は、電流源からなる等価回路で置き換えることができます。N)と並列抵抗(R)N).

ノートンの等価回路は端子でのみ等価性を提供することに注意することが重要です。 明らかに、内部構造、それ故元の回路の特性とそのノートン等価物は全く異なっている。

ノートンの定理を使用すると、次の場合に特に有利です。

  • 回路の特定の部分に集中したいです。 回路の残りの部分は、単純なNortonの同等物に置き換えることができます。
  • 端子の負荷値を変えて回路を検討する必要があります。 ノートンの同等物を使用して、私達は複雑な元の回路を毎回分析する必要性を避けることができる。

2つのステップでノートン換算値を計算できます。

  1. Rを計算N. すべての電源をゼロに設定し(電圧電源を短絡回路に、電流電源を開回路に交換します)、次に2つの端子間の総抵抗を求めます。
  2. 私を計算N. 端子間の短絡電流を求めます。 端子間に配置された電流計によって測定されるのと同じ電流です。

説明のために、以下の回路のノートンの等価回路を見つけましょう。 


オンラインで分析するには上の回路をクリック/タップするか、Windowsで保存するにはこのリンクをクリックしてください。

TINAソリューションは、Nortonパラメータの計算に必要な手順を示しています。

もちろん、パラメータは、前の章で説明した直並列回路の規則によって簡単に計算できます。

RN = R2 + R2 = 4オーム。

短絡電流(ソースを復元した後)は、電流分割を使用して計算できます。

結果として得られるノートン等価回路:

{TINAの通訳による解決策}
{殺されたネットワークの抵抗}
RN:=R2+R2;
{ノートンの電源電流は
R1の分岐における短絡電流}
IN:=Is*R2/(R2+R2);
IN=[2.5]
RN=[4]
{ついに問われた現在}
I:=IN*RN/(RN+R1);
I = [2]
{現在の部門を使用する}
Id:=Is*R2/(R2+R2+R1);
ID=[2]
#Python で解決!
#殺されたネットワークの抵抗:
RN=R2+R2
#ノートンのソース電流は
#R1 の分岐における短絡電流:
IN=Is*R2/(R2+R2)
print(“IN= %.3f”%IN)
print(“RN= %.3f”%RN)
#最後に質問された現在:
I=IN*RN/(RN+R1)
print(“I= %.3f”%I)
#現在の除算を使用:
Id=Is*R2/(R2+R2+R1)
print(“Id= %.3f”%Id)

さらなる例:

下記の回路のAB端子に相当するノートンを見つけてください


オンラインで分析するには上の回路をクリック/タップするか、Windowsで保存するにはこのリンクをクリックしてください。

TINAを使用して端子に短絡回路を接続してNorton等価回路の電流を求め、次にジェネレータを無効にして等価抵抗を求めます。

驚くべきことに、あなたはノートンソースがゼロ電流であるかもしれないことを見ることができます。

したがって、結果として得られるNortonの同等のネットワークは、単なる0.75 Ohm抵抗です。

{TINAの通訳による解決策!}
{メッシュ電流メソッドを使用してください!}
sys Isc、I1、I2
-Vs2+I1*(R2+R2)+Is*R2-Isc*R2+I2*R2=0
Isc*(R1+R2)-Is*R2-I1*R2-I2*(R1+R2)=0
I2*(R1+R1+R2)-Isc*(R1+R2)+Is*R2+I1*R2+Vs1=0
終わり
Isc=[0]
Req:=Replus(R1,(R1+Replus(R2,R2)));
Req=[666.6667m]
#Python で解決!
npとしてnumpyをインポートする
# 斧=b

#ラムダを使用して replus を定義します。
リプラス= ラムダ R1, R2 : R1*R2/(R1+R2)

#行列を書き出す
係数の数:
A = np.array(
[[R2+R2, R2, -R2],
[-R2, -(R1+R2), R1+R2],
[R2, R1+R1+R2, – (R1+R2)]])

#行列を書き出す
定数の数:
b = np.array([Vs2-Is*R2, Is*R2, -Is*R2-Vs1])

x = np.linalg.solve(A, b)
I1=x[0]
I2=x[1]
Isc=x[2]
print(“Isc= %.3f”%Isc)
Req=リプラス(R1,R1+リプラス(R2,R2))
print(“Req= %.3f”%Req)

 

この例では、Nortonの同等物が計算を簡単にする方法を示します。

その抵抗値が以下の場合、抵抗Rの電流を求めます。

1。)0オーム。 2。)1.8オーム。 3。)3.8オーム4。)1.43オーム


オンラインで分析するには上の回路をクリック/タップするか、Windowsで保存するにはこのリンクをクリックしてください。

まず、Rに開回路を代入して、Rに接続されている端子ペアの回路のノートン等価を見つけます。

最後に、Nortonの等価式を使用して、さまざまな負荷に対する電流を計算します。

{TINAの通訳による解決策}
Ri1:=0;
Ir1:=-Is*R1/(R1+R3+replus(R2,Ri1))*R2/(R2+Ri1);
Ri2:=1.8;
Ir2:=-Is*R1/(R1+R3+replus(R2,Ri2))*R2/(R2+Ri2);
Ri3:=3.8;
Ir3:=-Is*R1/(R1+R3+replus(R2,Ri3))*R2/(R2+Ri3);
Ri4:=1.42857;
Ir4:=-Is*R1/(R1+R3+replus(R2,Ri4))*R2/(R2+Ri4);
Ir1=[-3]
Ir2=[-1.3274]
Ir3=[-819.6721m]
Ir4=[-1.5]
#Python で解決!
#最初にラムダを使用して replus を定義します。
replus= ラムダ R1, R2 : R1*R2/(R1+R2)
Ri1=0
Ir1=-Is*R1/(R1+R3+replus(R2,Ri1))*R2/(R2+Ri1)
Ri2=1.8
Ir2=-Is*R1/(R1+R3+replus(R2,Ri2))*R2/(R2+Ri2)
Ri3=3.8
Ir3=-Is*R1/(R1+R3+replus(R2,Ri3))*R2/(R2+Ri3)
Ri4=1.42857
Ir4=-Is*R1/(R1+R3+replus(R2,Ri4))*R2/(R2+Ri4)
print(“Ir1= %.3f”%Ir1)
print(“Ir2= %.3f”%Ir2)
print(“Ir3= %.3f”%Ir3)
print(“Ir4= %.3f”%Ir4)


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