諾頓的定理

單擊或點擊下面的示例電路以調用TINACloud並選擇交互式DC模式以在線分析它們。
獲得對TINACloud的低成本訪問權限以編輯示例或創建自己的電路

諾頓定理允許我們用一個只包含電流源和並聯電阻的簡單等效電路代替複雜的電路。 從理論和實踐的角度來看,這個定理非常重要。

簡明扼要地說,諾頓的定理說:

任何雙端線性電路都可以用由電流源組成的等效電路代替(I.N)和並聯電阻(RN).

值得注意的是,諾頓等效電路僅在終端上提供等效性。 顯然,內部結構因此原電路的特性與其諾頓相當。

在以下情況下,使用諾頓定理特別有利:

  • 我們希望專注於電路的特定部分。 電路的其餘部分可以用簡單的Norton等效電路代替。
  • 我們必須在端子處研究具有不同負載值的電路。 使用Norton等效設備,我們可以避免每次都要分析複雜的原始電路。

我們可以分兩步計算諾頓的等價物:

  1. 計算R.N. 將所有源設置為零(通過短路和電流源通過開路替換電壓源),然後找到兩個端子之間的總電阻。
  2. 計算我N. 找出端子之間的短路電流。 它是由放置在端子之間的電流表測量的相同電流。

為了說明,讓我們在下面的電路中找到諾頓的等效電路。 


單擊/點擊上面的電路以在線分析,或單擊此鏈接以在Windows下保存

TINA解決方案說明了計算Norton參數所需的步驟:

當然,參數可以通過前面章節中描述的串並聯電路規則輕鬆計算:

RN = R.2 + R2 = 4歐姆。

可以使用當前除法計算短路電流(恢復源之後!):

由此產生的諾頓等效電路:

{TINA口譯員的解決方案}
{被殺網絡的抵抗}
RN:=R2+R2;
{諾頓的源電流是
R1支路的短路電流}
IN:=Is*R2/(R2+R2);
IN=[2.5]
RN=[4]
{最後是詢問的電流}
I:=IN*RN/(RN+R1);
I = [2]
{使用當前劃分}
Id:=Is*R2/(R2+R2+R1);
ID=[2]
#Python解決方案!
#被殺網絡的抵抗力:
RN=R2+R2
#諾頓的源電流是
#R1支路短路電流:
IN=Is*R2/(R2+R2)
打印(“IN = %.3f”%IN)
打印(“RN=%.3f”%RN)
#最後詢問電流:
I=IN*RN/(RN+R1)
打印(“I=%.3f”%I)
#使用當前劃分:
Id=Is*R2/(R2+R2+R1)
print(“Id=%.3f”%Id)

更多例子:

例如1

找到以下電路的AB端子的Norton等效電路


單擊/點擊上面的電路以在線分析,或單擊此鏈接以在Windows下保存

通過將短路連接到端子來查找使用TINA的Norton等效電流,然後通過禁用發電機來獲得等效電阻。

令人驚訝的是,您可以看到Norton源可能是零電流。

因此,產生的Norton等效網絡只是一個0.75歐姆電阻。

{TINA口譯員的解決方案!}
{使用網格電流方法!}
系統 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
結束;
指令=[0]
要求:=Replus(R1,(R1+Replus(R2,R2)));
要求=[666.6667m]
#Python解決方案!
將numpy導入為np
# 軸=b

#使用 lambda 定義 replus:
Replus= 拉姆達 R1, R2 : R1*R2/(R1+R2)

#寫出矩陣
係數#:
A = np.array(
[[R2+R2,R2,-R2],
[-R2, -(R1+R2), R1+R2],
[R2,R1+R1+R2,-(R1+R2)]])

#寫出矩陣
常數#:
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=Replus(R1,R1+Replus(R2,R2))
print(“請求= %.3f”%請求)

例如2 

此示例顯示了Norton等效項如何簡化計算。

如果電阻為以下,則找出電阻器R中的電流:

1。)0歐姆; 2。)1.8歐姆; 3。)3.8 ohm 4。)1.43歐姆


單擊/點擊上面的電路以在線分析,或單擊此鏈接以在Windows下保存

首先,通過將R替換為開路,找到與R連接的端子對的電路的Norton等效電路。

最後,使用Norton等效值計算不同負載的電流:

{TINA口譯員的解決方案}
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);
紅外線1=[-3]
紅外線2=[-1.3274]
Ir3=[-819.6721m]
紅外線4=[-1.5]
#Python解決方案!
#首先使用lambda定義replus:
replus= 拉姆達 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)
打印(“Ir1=%.3f”%Ir1)
打印(“Ir2=%.3f”%Ir2)
打印(“Ir3=%.3f”%Ir3)
打印(“Ir4=%.3f”%Ir4)


    X
    很高興有你 DesignSoft
    如果需要任何幫助找到合適的產品或需要支持,可以進行聊天。
    該wpchatıco