THÉVENIN AT NORTON SQUIRALENT CIRCUITS

I-click o I-tap ang Circuits ng Halimbawa sa ibaba upang tumawag sa TINACloud at piliin ang Interactive DC mode upang Suriin ang mga ito Online.
Kumuha ng isang mababang gastos sa access sa TINACloud upang i-edit ang mga halimbawa o lumikha ng iyong sariling mga circuits

Ang Teorema ni Thévenin para sa mga AC circuit na may sinusoidal na mapagkukunan ay halos kapareho ng teorema na natutunan natin para sa mga DC circuit. Ang pagkakaiba lamang ay dapat nating isaalang-alang impedance sa halip ng Paglaban. Maigting na sinabi, Theorem ni Thévenin para sa mga AC circuit ay nagsabi:

Ang anumang dalawang terminal linear circuit ay maaaring mapalitan ng isang katumbas na circuit na binubuo ng isang mapagkukunan ng boltahe (VTh) at isang serye impedance (ZTh).

Sa madaling salita, pinapayagan ng Theorem ni Thévenin ang isa na palitan ang isang kumplikadong circuit na may isang simpleng katumbas na circuit na naglalaman lamang ng isang mapagkukunan ng boltahe at isang serye na konektado impedance. Napakahalaga ng teorama mula sa kapwa teoretikal at praktikal na pananaw.

Mahalagang tandaan na ang katumbas na circuit ng Thévenin ay nagbibigay ng katumbas sa mga terminal lamang. Malinaw, ang panloob na istraktura ng orihinal na circuit at katumbas ng Thévenin ay maaaring magkakaiba. At para sa mga AC circuit, kung saan ang impedance ay kadalasang umaasa, ang katumbas ay may bisa sa isa dalas lamang.

Ang paggamit ng Thévenin's Theorem ay lalong nakaka-pakinabang kapag:

· nais naming mag-concentrate sa isang tiyak na bahagi ng isang circuit. Ang natitirang bahagi ng circuit ay maaaring mapalitan ng isang simpleng katumbas na Thévenin.

· kailangan nating pag-aralan ang circuit na may iba't ibang mga halaga ng pag-load sa mga terminal. Gamit ang katumbas ng Thévenin maiiwasan nating pag-aralan ang kumplikadong orihinal na circuit sa bawat oras.

Maaari naming makalkula ang katumbas na circuit ng Thévenin sa dalawang hakbang:

1. Kalkulahin ZTh. Itakda ang lahat ng mga mapagkukunan sa zero (palitan ang mga mapagkukunan ng boltahe sa pamamagitan ng mga maikling circuit at kasalukuyang mapagkukunan sa pamamagitan ng bukas na mga circuit) at pagkatapos ay hanapin ang kabuuang impedance sa pagitan ng dalawang mga terminal.

2. Kalkulahin VTh. Hanapin ang bukas na boltahe ng circuit sa pagitan ng mga terminal.

Ang Teorema ni Norton, na ipinakita na para sa mga circuit ng DC, ay maaari ding magamit sa mga AC circuit. Ang Teorema ni Norton na inilapat sa mga circuit ng AC ay nagsasaad na ang network ay maaaring mapalitan ng a kasalukuyang pinagmulan kahanay ng isang impedance.

Maaari naming makalkula ang katumbas na circuit ng Norton sa dalawang hakbang:

1. Kalkulahin ZTh. Itakda ang lahat ng mga mapagkukunan sa zero (palitan ang mga mapagkukunan ng boltahe sa pamamagitan ng mga maikling circuit at kasalukuyang mapagkukunan sa pamamagitan ng bukas na mga circuit) at pagkatapos ay hanapin ang kabuuang impedance sa pagitan ng dalawang mga terminal.

2. Kalkulahin ITh. Hanapin ang maikling circuit kasalukuyang sa pagitan ng mga terminal.

Ngayon tingnan natin ang ilang simpleng mga halimbawa.

Halimbawa 1

Hanapin ang katumbas ng Thévenin ng network para sa mga puntos na A at B sa isang dalas: f = 1 kHz, vS(T) = 10 cosw ×t V.


I-click / i-tap ang circuit sa itaas upang pag-aralan ang on-line o i-click ang link na ito sa I-save sa ilalim ng Windows

Ang unang hakbang ay upang mahanap ang bukas na boltahe ng circuit sa pagitan ng mga puntos A at B:

Ang open circuit boltahe gamit division ng boltahe:

= -0.065 - j2.462 = 2.463 e-j91.5º V

Pagsuri sa TINA:


Ang pangalawang hakbang ay upang palitan ang mapagkukunan ng boltahe sa pamamagitan ng isang maikling circuit at upang mahanap ang impedance sa pagitan ng mga punto A at B:

Siyempre, maaari nating suriin ang aming ZT solusyon gamit ang impedance meter ng TINA (tandaan na pinalitan namin ang pinagmulan ng boltahe ng isang maikling circuit):


Narito ang Thévenin na katumbas na circuit, may bisa lamang sa dalas ng 1kHz. Dapat muna nating, subalit, lutasin ang capacitance ng CT. Gamit ang ugnayan 1 /wCT = 304 oum, nakita namin ang CT = 0.524 uF

Ngayon mayroon kaming solusyon: RT = 301 oum at CT = 0.524 m F:

Susunod, maaari naming gamitin ang interpreter ng TINA upang suriin ang aming mga kalkulasyon ng Thévenin katumbas na circuit:

{Solusyon ng Interpreter ni TINA}
VM: = 10;
f: = 1000;
om: = 2 * pi * f;
Z1: = R1 + j * om * L;
Z2: = R2 / (1 + j * om * C * R2);
VT: = VM * Z2 / (Z1 + Z2);
VT = [- 64.0391m-2.462 * j]
abs (VT) = [2.4629]
abs (VT) / sqrt (2) = [1.7415]
radtodeg (Arc (VT)) = [- 91.49]
ZT: = Replus ((R1 + j * om * L), replus (R2, (1 / j / om / C)));
ZT = [301.7035-303.4914 * j]
Abs (ZT) = [427.9393]
radtodeg (Arc (ZT)) = [- 45.1693]
Ct: = - 1 / im (ZT) / om;
Ct = [524.4134n]
#Solution ng Python!
import math bilang m
import cmath bilang c
#Lets pasimplehin ang pag-print ng complex
#numbers para sa higit na transparency:
cp= lambda Z : “{:.4f}”.format(Z)
#Define replus gamit ang lambda:
Replus= lambda R1, R2 : R1*R2/(R1+R2)
VM=10
f = 1000
om=2*c.pi*f
Z1=kumplikado(R1,om*L)
Z2=R2/kumplikado(1,om*C*R2)
VT=VM*Z2/(Z1+Z2)
print("VT="",cp(VT))
print(“abs(VT)= %.4f”%abs(VT))
print(“abs(VT)/sqrt(VT)= %.4f”%(abs(VT)/m.sqrt(2)))
print(“degrees(arc(VT))= %.4f”%m.degrees(c.phase(VT)))
ZT=Replus(complex(R1,om*L),Replus(R2,1/1j/om/C))
print("ZT="",cp(ZT))
print(“abs(ZT)= %.4f”%abs(ZT))
print(“degrees(arc(ZT))= %.4f”%m.degrees(c.phase(ZT)))
Ct=-1/ZT.imag/om
print("Ct="",Ct)

Tandaan na sa listahan sa itaas ay gumamit kami ng isang function na “replus. ' Nalulutas ng Replus para sa kahanay na katumbas ng dalawang impedances; ibig sabihin, nahahanap nito ang produkto sa kabuuan ng dalawang magkatulad na impedance.

Halimbawa 2

Hanapin ang katumbas ng Norton ng circuit sa Halimbawa 1.

f = 1 kHz, vS(T) = 10 cosw ×t V.


I-click / i-tap ang circuit sa itaas upang pag-aralan ang on-line o i-click ang link na ito sa I-save sa ilalim ng Windows

Ang katumbas na impedance ay pareho:

ZN= (0.301-j0.304) kW

Susunod, hanapin ang maikling circuit na kasalukuyang:

IN = (3.97-j4.16) MA

At maaari naming suriin ang aming mga kalkulasyon sa kamay laban sa mga resulta ng TINA. Una ang open circuit impedance:


Pagkatapos ang maikling-circuit kasalukuyang:


At sa wakas ang katumbas ng Norton:

Susunod, maaari naming gamitin ang interpreter ng TINA upang mahanap ang katumbas na mga bahagi ng circuit ng Norton:

{Solusyon ng Interpreter ni TINA}
VM: = 10;
f: = 1000;
om: = 2 * pi * f;
Z1: = R1 + j * om * L;
Z2: = R2 / (1 + j * om * C * R2);
IN: = VM / Z1;
IN = [3.9746m-4.1622m * j]
abs (IN) = [5.7552m]
abs (IN) / sqrt (2) = [4.0695m]
radtodeg (arc (IN)) = [- 46.3207]
ZN: = Replus ((R1 + j * om * L), replus (R2, (1 / j / om / C)));
ZN = [301.7035-303.4914 * j]
Abs (ZN) = [427.9393]
radtodeg (arc (ZN)) = [- 45.1693]
CN: = - 1 / im (ZN) / om;
CN = [524.4134n]
#Solution ng Python!
import math bilang m
import cmath bilang c
#Lets pasimplehin ang pag-print ng complex
#numbers para sa higit na transparency:
cp= lambda Z : “{:.4f}”.format(Z)
#Define replus gamit ang lambda:
Replus= lambda R1, R2 : R1*R2/(R1+R2)
VM=10
f = 1000
om=2*c.pi*f
Z1=kumplikado(R1,om*L)
Z2=R2/kumplikado(1,om*C*R2)
IN=VM/Z1
print(“IN =”, cp(IN))
print(“abs(IN)= %.4f”%abs(IN))
print(“degrees(arc(IN))= %.4f”%m.degrees(c.phase(IN)))
print(“abs(IN)/sqrt(2)= %.4f”%(abs(IN)/m.sqrt(2)))
ZN=Replus(complex(R1,om*L),Replus(R2,1/1j/om/C))
print("ZN="",cp(ZN))
print(“abs(ZN)= %.4f”%abs(ZN))
print(“degrees(arc(ZN))= %.4f”%m.degrees(c.phase(ZN)))
CN=-1/ZN.imag/om
print("CN="",CN)

Halimbawa 3

Sa circuit na ito, ang pag-load ay ang konektado ng serye na RL at CL. Ang mga sangkap na ito ay hindi bahagi ng circuit na ang katumbas na ating hinahanap. Hanapin ang kasalukuyang nasa pagkarga gamit ang katumbas ng Norton ng circuit.

v1(t) = 10 cos wt V; v2(t) = 20 cos (wt + 30°) V; v3(t) = 30 cos (wt + 70°) V;

v4(t) = 15 cos (wt + 45°) V; v5(t) = 25 cos (wt + 50°) V; f = 1 kHz.


I-click / i-tap ang circuit sa itaas upang pag-aralan ang on-line o i-click ang link na ito sa I-save sa ilalim ng Windows

Hanapin muna ang bukas na katumbas na impormasyong Zeq sa pamamagitan ng kamay (nang walang load).

Ayon sa bilang

ZN = Zeq = (13.93 - j5.85) ohm

Sa ibaba nakikita natin ang solusyon ng TINA. Tandaan na pinalitan namin ang lahat ng mga mapagkukunan ng boltahe ng mga maikling circuit bago namin ginamit ang meter.


Ngayon ang maikling circuit na kasalukuyang:

Ang pagkalkula ng maikling-circuit kasalukuyang medyo kumplikado. Pahiwatig: ito ay isang magandang oras upang gamitin ang Superposition. Ang isang diskarte ay upang mahanap ang kasalukuyang pagkarga (sa hugis-parihaba form) para sa bawat mapagkukunan ng boltahe nang paisa-isa. Pagkatapos ay magbilang ng limang bahagyang mga resulta upang makuha ang kabuuan.

Gagamitin lamang namin ang halaga na ibinigay ng TINA:

iN(t) = 2.77 cos (w ×t-118.27°) Ang isang


Pinagsasama-sama ang lahat (pinapalitan ang network kasama ang katumbas nito sa Norton, muling pagkonekta sa mga bahagi ng pag-load sa output, at pagpasok ng isang ammeter sa pag-load), mayroon kaming solusyon para sa kasalukuyang kasalukuyang nag-load:


Sa pamamagitan ng pagkalkula ng kamay, makakahanap kami ng kasalukuyang pag-load gamit ang kasalukuyang dibisyon:

Sa wakas

I = (- 0.544 - j 1.41) A

at ang oras ng pag-andar

i (t) = 1.51 cos (w ×t - 111.1°) Ang isang

{Solusyon ng Interpreter ni TINA}
{The shortcircuited current by mesh current method}
om: = 2000 * pi;
V1: = 10;
V2:=20*exp(j*pi/6);
V3:=30*exp(j*pi/18*7);
V4:=15*exp(j*pi/4);
V5:=25*exp(j*pi/18*5);
Sys J1,J2,J3,J4
J1*(R-j*2/om/C)+V1+J2*j/om/C+J3*j/om/C=0
J1*j/om/C+J2*(j*om*L-j/om/C)+V4-V2=0
J1*j/om/C+J3*(R+j*om*L-j/om/C)-J4*j*om*L+V3+V5-V4=0
-J3*j*om*L+J4*(R+j*om*L)-V3=0
katapusan;
J3=[-1.3109E0-2.4375E0*j]
{Ang impedance ng 'pinatay' na network}
ZLC:=j*om*L/(1-sqr(om)*L*C);
ZRL:=j*om*L*R/(R+j*om*L);
ZN:=(R+ZLC)/(1+j*om*C*(R+ZLC))+R+ZRL;
ZN=[1.3923E1-5.8456E0*j]
I:=J3*ZN/(ZN+RL-j/om/C);
I=[-5.4381E-1-1.4121E0*j]
#Solution ng Python!
import math bilang m
import cmath bilang c
#Lets pasimplehin ang pag-print ng complex
#numbers para sa higit na transparency:
cp= lambda Z : “{:.4f}”.format(Z)
om=2000*c.pi
V1=10
V2=20*c.exp(1j*c.pi/6)
V3=30*c.exp(1j*c.pi/18*7)
V4=15*c.exp(1j*c.pi/4)
V5=25*c.exp(1j*c.pi/18*5)
#Mayroon tayong linear system ng mga equation
#na gusto naming lutasin para sa J1,J2,J3,J4:
#J1*(R-j*2/om/C)+V1+J2*j/om/C+J3*j/om/C=0
#J1*j/om/C+J2*(j*om*L-j/om/C)+V4-V2=0
#J1*j/om/C+J3*(R+j*om*L-j/om/C)-J4*j*om*L+V3+V5-V4=0
#-J3*j*om*L+J4*(R+j*om*L)-V3=0
import numpy bilang n
#Isulat ang matrix ng mga coefficient:
A=n.array([[complex(R,-2/om/C),1j/om/C,1j/om/C,0],
[1j/om/C,1j*om*L-1j/om/C,0,0],
[1j/om/C,0,R+1j*om*L-1j/om/C,-1j*om*L],
[0,0,-1j*om*L,R+1j*om*L]])
b=n.array([-V1,V2-V4,V4-V3-V5,V3])
J1,J2,J3,J4=n.linalg.solve(A,b)
print("J3="",cp(J3))
#Ang impedance ng 'pinatay' na network
ZLC=1j*om*L/(1-om**2*L*C)
ZRL=1j*om*L*R/(R+1j*om*L)
ZN=(R+ZLC)/(1+1j*om*C*(R+ZLC))+R+ZRL
print("ZN="",cp(ZN))
I=J3*ZN/(ZN+RL-1j/om/C)
print("I="",cp(I))


    X
    Maligayang pagdating sa DesignSoft
    Hinahayaan ang chat kung kailangan ng anumang tulong sa paghahanap ng tamang produkto o nangangailangan ng suporta.
    wpChatIcon