Elektri- ja elektroonikatehnika voog on seotud arvukate insenertehniliste ainetega, mis hõlmavad põhiaineid, nagu võrguteoreemid, elektriskeemide analüüs, elektroonilised seadmed ja vooluringid jne. Neid võrguteoreeme kasutatakse elektriskeemide lahendamiseks ja ka vooluringide erinevate parameetrite, näiteks pinge, voolu jne arvutamiseks. Erinevat tüüpi teoreemide hulka kuuluvad Nortonsi teoreem, asendusteoreem, Thveninsi teoreem , ja nii edasi. Siin artiklis käsitleme üksikasjalikult Nortorni teoreemi lühikirjeldust koos näidetega.
Nortoni teoreem
Kõiki lineaarseid elektrilisi kompleksahelaid saab lihtsustada lihtsaks vooluringiks, mis koosneb ühest vooluallikast ja paralleelsest samaväärsest takistusest, mis on ühendatud kogu koormusega. Vaatleme mõnda lihtsat Nortoni teoreemi näidet, et Nortoni teooriast üksikasjalikult aru saada. Nortoni samaväärset vooluringi saab kujutada nii, nagu on näidatud alloleval joonisel.
Nortoni samaväärsed ahelad
Nortoni teoreemide avaldus
Nortoni teoreem ütleb, et mis tahes lineaarse keerulise elektriskeemi saab taandada a-le lihtne elektriskeem paralleelselt ühendatud ühe voolu ja takistusega. Nortoni teooria põhjalikuks mõistmiseks kaalume Nortoni teoreemi näiteid järgmiselt.
Nortonsi teoreemi näited
Nortoni teoreemi näide
Mõelgem peamiselt lihtsale elektriskeemile, mis koosneb kahest pingeallikad ja kolm takistit, mis on ühendatud vastavalt ülaltoodud joonisele. Ülaltoodud vooluahel koosneb kolmest takistist, mille hulgas R2 takistit peetakse koormuseks. Seejärel saab vooluringi kujutada allpool näidatud viisil.
Nortonsi teoreemi koormustakisti näidisahel
Me teame, et kui koormus muutub, on elektriahelate erinevate parameetrite arvutamine keeruline. Niisiis, võrguteoreemid kasutatakse võrgu parameetrite hõlpsaks arvutamiseks.
Nortonsi teoreemi näidisahel pärast koormustakisti eemaldamist
Selles Nortoni teoreemis järgime ka protseduuri, mis sarnaneb thevenini teoreemiga (teatud määral). Siin eemaldage peamiselt koormus (arvestage vooluahela koormusena takistit R2 = 2 oomi), nagu on näidatud ülaltoodud joonisel. Siis, lühis koormusega klemmid traadiga (täpselt vastupidised protseduurile, mida järgime kolmeteistkümnese teoreemis, st koormusklemmide avatud ahel), nagu on näidatud allpool toodud joonisel. Nüüd arvutage saadud vool (vool läbi takistite R1, R3 ja lühisliini pärast R2 eemaldamist), nagu on näidatud alloleval joonisel.
Vool R1, R3 ja lühiskoormuse kaudu
Ülaltoodud joonisel on Nortonsi allikavool võrdne 14A, mida kasutatakse Nortoni ekvivalentses vooluringis, nagu on näidatud allpool oleval joonisel. Nortoni teoreemi samaväärne vooluring koosneb Nortoni vooluallikast (INorton) paralleelselt Nortoni samaväärse takistusega (RNorton) ja koormusega (siin R2 = 2Ohms).
Nortonsi samaväärne vooluring INortoni, RNortoni, RLoadiga
See Nortorni teoreemi samaväärne vooluahel on lihtne paralleelahel, nagu on näidatud joonisel. Nüüd peame Nortoni samaväärse takistuse arvutamiseks järgima kahte protseduuri, nagu Theveninsi teoreem ja superpositsiooni teoreem.
Peamiselt eemaldage koormustakistus (sarnane thevenini teoreemi sammuga thevenins takistuse arvutamiseks). Seejärel asendage pingeallikad lühisega (ideaalsete pingeallikate korral kasutatakse juhtmeid ja praktiliste pingeallikate korral kasutatakse nende sisetakistusi). Samamoodi avatud vooluringiga vooluallikad (ideaalsete vooluallikate korral kasutatakse katkestusi ja praktiliste vooluallikate korral kasutatakse nende sisetakistusi). Nüüd muutub vooluring selline, nagu on näidatud alloleval joonisel, ja see on lihtne takistitega paralleelne vooluahel.
Nortonite vastupanu leidmine
Kuna takistid R1 ja R3 on üksteisega paralleelsed, on Nortoni takistuse väärtus võrdne R1 ja R3 paralleelse takistuse väärtusega. Seejärel saab kogu Nortoni teoreemi ekvivalendi vooluahela esitada, nagu on näidatud allpool toodud vooluringis.
Nortoni teoreemi samaväärne vooluring
Koormusvoolu arvutamise valemi Iload saab arvutada mitmesuguste põhiseaduste abil, näiteks Ohmi seadus , Krichhoffi pingeseadus ja Krichhoffi praegune seadus.
Seega annab koormustakisti Rload (R2) läbiva voolu
Laadige praegune valem
Kus
I N = Nortoni vool (14A)
R N = Nortoni takistus (0,8 oomi)
R L = koormustakistus (2 oomi)
Seetõttu koormus I = koormustakistust läbiv vool = 4A.
Samamoodi saab suuri, keerukaid, lineaarseid võrke, millel on mitu arvu allikaid (voolu- või pingeallikad) ja takistid, taandada lihtsateks paralleelseteks vooluringideks, millel on üks vooluallikas paralleelselt Nortoni takistuse ja koormusega.
Seega saab määrata Nortoni samaväärse vooluringi Rn ja In-ga ning moodustada lihtsa paralleelse vooluahela (keerukast võrguringist). Vooluahela parameetrite arvutusi saab hõlpsasti analüüsida. Kui üks takistus ahelas muudetakse kiiresti (koormus), siis saab Nortoni teoreemi kasutada arvutuste hõlpsaks teostamiseks.
Kas teate mõnda muud võrguteoreemi peale Nortoni teoreemi, mida tavaliselt praktikas kasutatakse elektriskeemid ? Seejärel jagage oma seisukohti, kommentaare, ideid ja ettepanekuid allpool olevas kommentaaride jaotises.
