Pridobite poceni dostop do TINACloud, da uredite primere ali ustvarite lastna vezja
Nortonova teorema nam omogoča, da zamenjamo zapleteno vezje s preprostim enakovrednim vezjem, ki vsebuje le tok in vzporedno povezan upor. Ta izrek je zelo pomemben s teoretičnega in praktičnega vidika.
Nortonova teorema je na kratko zapisala:
Vsako dvo-terminalno linearno vezje se lahko nadomesti z enakovrednim tokokrogom, ki je sestavljen iz tokovnega vira (IN) in vzporedni upor (RN).
Pomembno je omeniti, da enakovredno vezje Norton zagotavlja enakovrednost samo na terminalih. Očitno je, da je notranja struktura in zato značilnosti prvotnega vezja in Nortonovega ekvivalenta precej drugačna.
Uporaba Nortonovega izreka je še posebej koristna, če:
- Želimo se osredotočiti na določen del vezja. Preostanek tokokroga lahko zamenjamo s preprostim Nortonovim ekvivalentom.
- Na terminalih moramo preučiti vezje z različnimi vrednostmi obremenitve. Z uporabo Nortonovega ekvivalenta se lahko izognemo vsakokratni analizi kompleksnega prvotnega vezja.
Ekvivalent Nortona lahko izračunamo v dveh korakih:
- Izračunajte RN. Vse vire postavite na ničlo (zamenjajte napetostne vire s kratkimi stiki in tokovnimi viri z odprtimi tokokrogi) in nato poiščite celotni upor med dvema priključkoma.
- Izračunaj IN. Poiščite tok kratkega stika med priključki. To je enak tok, ki bi ga merili z ampermetrom, nameščenim med terminali.
Za ponazoritev poiščimo Nortonovo enakovredno vezje za spodnje vezje.
Rešitev TINA ponazarja korake, ki so potrebni za izračun parametrov Norton:
Seveda se lahko parametri enostavno izračunajo po pravilih serijsko-vzporednih tokokrogov, opisanih v prejšnjih poglavjih:
RN = R2 + R2 = 4 ohm.
Tok kratkega stika (po obnovitvi vira!) Se lahko izračuna s pomočjo trenutne delitve:
Nastalo nadomestno vezje Norton:
{Odpor ubitega omrežja}
RN:=R2+R2;
{Nortonov izvorni tok je
tok kratkega stika v veji R1}
IN:=Je*R2/(R2+R2);
IN=[2.5]
RN=[4]
{Končno vprašani tok}
I:=IN*RN/(RN+R1);
I = [2]
{Uporaba trenutne delitve}
Id:=Je*R2/(R2+R2+R1);
Id=[2]
#Odpor ubitega omrežja:
RN=R2+R2
#Nortonov vir toka je
#kratki tok v veji R1:
IN=Je*R2/(R2+R2)
print(“IN= %.3f”%IN)
print(“RN= %.3f”%RN)
#Končno vprašani tok:
I=IN*RN/(RN+R1)
print(“I= %.3f”%I)
#Uporaba trenutne delitve:
Id=Je*R2/(R2+R2+R1)
print(“Id= %.3f”%Id)
Nadaljnji primeri:
Primer 1
Poiščite ekvivalent Nortona za terminale AB spodaj
Poiščite tok Nortonovega ekvivalenta z uporabo TINA s priključitvijo kratkega stika na terminale in nato z enakovredno upornostjo tako, da onemogočite generatorje.
Presenetljivo lahko vidite, da je vir Norton lahko ničelni tok.
Zato je rezultat Norton ekvivalent omrežja je samo 0.75 Ohm upor.
{Uporabi metodo mrežnega toka!}
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
konec;
Isc=[0]
Req:=Replus(R1,(R1+Replus(R2,R2)));
Req=[666.6667m]
uvozi numpy kot np
# Ax=b
#Definiraj replus z uporabo lambda:
Replus= lambda R1, R2 : R1*R2/(R1+R2)
#Zapiši matriko
#od koeficientov:
A = np.array(
[[R2+R2, R2, -R2],
[-R2, -(R1+R2), R1+R2],
[R2, R1+R1+R2, – (R1+R2)]])
#Zapiši matriko
#od konstant:
b = np.array([Vs2-Je*R2, Je*R2, -Je*R2-Vs1])
x = np.linalg.solve(A, b)
I1=x[0]
I2=x[1]
Isc=x[2]
print(“Isc= %.3f”%Isc)
Req=Replus(R1,R1+Replus(R2,R2))
print(“Req= %.3f”%Req)
Primer 2
Ta primer prikazuje, kako ekvivalent Nortona poenostavlja izračune.
Poiščite tok v uporu R, če je njegova upornost:
1.) 0 ohm; 2.) 1.8 ohm; 3.) 3.8 ohm 4.) 1.43 ohm
Najprej poiščite Norton ekvivalent vezja za terminalni par, ki je povezan z R, tako da nadomestite R z odprtim tokokrogom.
Na koncu uporabite ekvivalent Norton za izračun tokov za različne obremenitve:
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]
#Najprej definirajte replus z uporabo lambda:
replus= lambda 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)