第9节 诺顿定理(修订中)

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# 1. 什么是诺顿定理?

诺顿定理指出,无论多么复杂,都可以将任何线性电路简化为仅具有单个电流源和连接到负载的并联电阻的等效电路。 (opens new window)就像戴维南定理 (opens new window)一样,“线性”的限定与叠加定理 (opens new window)中的限定相同:所有基础方程必须是线性的(没有指数或根)。

# 2. 简化线性电路

将我们的原始示例电路与诺顿等效电路进行对比:它看起来像这样:

简化线性电路

. . . 诺顿转换后。. .

诺顿等效电路图

请记住,_电流源_是一种组件,其工作是提供恒定量的电流,输出维持该恒定电流所需的尽可能多或尽可能少的电压。

# 2.1. 戴维南定理与诺顿定理

与戴维南定理一样,原始电路中除负载电阻外的所有内容都已简化为更易于分析的等效电路。与戴维南定理类似的还有诺顿定理中用于计算诺顿源电流 (I Norton ) 和诺顿电阻 (R Norton ) 的步骤。

# 3. 识别负载电阻

和以前一样,第一步是识别负载电阻并将其从原始电路中移除:

识别负载电阻

# 4. 查找诺顿电流

然后,要找到诺顿电流(对于诺顿等效电路中的电流源),在负载点之间放置一个直接(短路)连接并确定合成电流。请注意,此步骤与戴维南定理中的相应步骤完全相反,我们将负载电阻 (opens new window)替换为断路(开路):

找到诺顿电流

在负载电阻连接点之间的电压降为零的情况下,通过 R 1的电流严格地是 B1 的电压和 R 1的电阻的函数:7 安培 (I=E/R)。同样,通过 R 3的电流现在严格地是 B 2的电压和 R 3的电阻的函数:7 安培 (I=E/R)。通过负载连接点之间短路的总电流是这两个电流的总和:7 安培 + 7 安培 = 14 安培。这个 14 安培的数字成为我们等效电路中的诺顿源电流 (I Norton ):

诺顿等效电路图

# 5. 寻找诺顿抵抗组织

请记住,电流源的箭头符号指向常规电流流动的方向_。_要计算诺顿电阻 (R Norton ),我们执行与计算戴维南电阻 (R Thevenin )完全相同的操作:采用原始电路(仍移除负载电阻),移除电源(以相同的方式正如我们对叠加定理所做的那样:电压源用电线代替,电流源用断点代替),并计算从一个负载连接点到另一个负载连接点的总电阻:

找到诺顿电阻

现在我们的诺顿等效电路如下所示:

诺顿等效电路图

# 6. 确定负载电阻两端的电压

如果我们重新连接我们原来的 2 Ω 负载电阻,我们可以将 Norton 电路分析为简单的并联布置:

负载电阻两端的电压

与戴维南等效电路一样,该分析中唯一有用的信息是 R 2的电压和电流值;其余信息与原始电路无关。然而,戴维宁定理所见的相同优势也适用于诺顿定理:如果我们希望在几个不同的负载电阻值下分析负载电阻电压和电流,我们可以一次又一次地使用诺顿等效电路,应用最复杂的就是简单的并行电路分析,以确定每个试验负载发生了什么。

# 7. 总结

  • 诺顿定理是一种将网络简化为由单个电流源、并联电阻和并联负载组成的等效电路的方法。
  • 诺顿定理的步骤:
  • 通过从原始电路中移除负载电阻并计算通过跨过负载电阻曾经所在的开路连接点的短路(导线)的电流来找到诺顿源电流。
  • 通过移除原始电路中的所有电源(电压源短路和电流源开路)并计算开路连接点之间的总电阻来查找诺顿电阻。
  • 绘制诺顿等效电路,诺顿电流源与诺顿电阻并联。负载电阻重新连接在等效电路的两个开路点之间。
  • 按照并联电路的规则分析负载电阻的电压和电流。

相关练习:

# 8. 总目录

Last Updated: 3/16/2022, 12:00:19 AM