諾頓定理- 维基百科,自由的百科全书
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諾頓定理
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諾頓定理(Norton'stheorem)指的是一個由電壓源及電阻所組成的具有兩個端點的電路系統,都可以在電路上等效於由一個理想電流源I與一個電阻R並聯的電路。
對於單頻的交流系統,此定理不只適用於電阻,亦可適用於廣義的阻抗。
諾頓等效電路是用來描述線性電源與阻抗在某個頻率下的等效電路,此等效電路是由一個理想電流源與一個理想阻抗並聯所組成的。
諾頓定理是戴維寧定理的一個延伸,於1926年由兩人分別提出,他們分別是西門子公司研究員漢斯·費迪南德·邁爾(HansFerdinandMayer)(1895年-1980年)及貝爾實驗室工程師愛德華·勞里·諾頓(1898-1983)。
實際上梅耶爾是兩人中唯一有在這課題上發表過論文的人,但諾頓只在貝爾實驗室內部用的一份技術報告上提及過他的發現。
目次
1諾頓等效電路的計算
2轉換至戴維寧等效電路
3諾頓等效電路的範例
4參見
5外部連結
諾頓等效電路的計算[編輯]
任何只包含電壓源、電流源及電阻的黑箱系統,都可以轉換成諾頓等效電路
要計算出等效電路,需:
在AB兩端短路(亦即負載電阻為零)的狀況下計算輸出電流IAB。
此為INO。
在AB兩端開路(在沒有任何往外電流輸出,亦即當AB點之間的阻抗無限大)的狀況下計算輸出電壓VAB,此時RNo等於VAB除以INO。
此等效電路是由一個獨立電流INO與一個電阻RNO並聯所組成。
其中的第2項也可以考慮成:
2a.將原始電路系統中的獨立電壓源以短路取代,而且將獨立電流源以開路取代。
2b.若電路系統中沒有非獨立電源的話,則RNo為移走所有獨立電源後的電阻*。
*注意:判斷諾頓阻抗大小時,一個更普遍的方法是把電流源連接到電流為一安培的輸出終端,並計算終端的電壓。
當電源為非獨立時,這個方法是一定要用的。
本法並沒有在下圖中出現。
轉換至戴維寧等效電路[編輯]
右圖中,左邊是諾頓等效電路,右邊是戴維寧等效電路,可用下列方程式將諾頓等效電路轉換成戴維寧等效電路:
R
T
h
=
R
N
o
{\displaystyleR_{Th}=R_{No}\!}
V
T
h
=
I
N
o
R
N
o
{\displaystyleV_{Th}=I_{No}R_{No}\!}
V
T
h
R
T
h
=
I
N
o
{\displaystyle{\frac{V_{Th}}{R_{Th}}}=I_{No}\!}
其中
R
t
h
{\displaystyleR_{th}}
、
R
N
o
{\displaystyleR_{No}}
、
V
t
h
{\displaystyleV_{th}}
及
I
N
o
{\displaystyleI_{No}}
分別代表戴維寧等效電阻、諾頓等效電阻、戴維寧等效獨立電壓源以及諾頓獨立電流源。
諾頓等效電路的範例[編輯]
步驟0:原始電路
步驟1:計算等效輸出電流
步驟2:計算等效電阻
步驟3:轉換成等效電路
在此範例中,先將A、B兩點短路,整體電流
I
t
o
t
a
l
{\displaystyle{\boldsymbol{I_{total}}}}
可以寫成:
I
t
o
t
a
l
=
15
V
2
k
Ω
+
1
k
Ω
‖
(
1
k
Ω
+
1
k
Ω
)
=
5.625
m
A
{\displaystyle{\boldsymbol{I}}_{\mathrm{total}}={15\mathrm{V}\over2\,\mathrm{k}\Omega+1\,\mathrm{k}\Omega\|(1\,\mathrm{k}\Omega+1\,\mathrm{k}\Omega)}=5.625\mathrm{mA}}
利用電流的分流原則,從
R
1
{\displaystyle{\boldsymbol{R_{1}}}}
流過負載的電流
I
{\displaystyle{\boldsymbol{I_{}}}}
為:
I
=
1
k
Ω
+
1
k
Ω
(
1
k
Ω
+
1
k
Ω
+
1
k
Ω
)
⋅
I
t
o
t
a
l
{\displaystyle{\boldsymbol{I}}={1\,\mathrm{k}\Omega+1\,\mathrm{k}\Omega\over(1\,\mathrm{k}\Omega+1\,\mathrm{k}\Omega+1\,\mathrm{k}\Omega)}\cdotI_{\mathrm{total}}}
=
2
3
⋅
5.625
m
A
=
3.75
m
A
{\displaystyle{\boldsymbol{=}}{\frac{2}{3}}\cdot5.625\mathrm{mA}=3.75\mathrm{mA}}
再把電壓源用短路來取代,從系統開口兩端往裡看的等效阻抗為:
R
=
1
k
Ω
+
2
k
Ω
‖
(
1
k
Ω
+
1
k
Ω
)
=
2
k
Ω
{\displaystyle\R=1\,\mathrm{k}\Omega+2\,\mathrm{k}\Omega\|(1\,\mathrm{k}\Omega+1\,\mathrm{k}\Omega)=2\,\mathrm{k}\Omega}
因此,等效電路則是由一個3.75mA的電流源並聯一個2KΩ的電阻所組成。
參見[編輯]
電子學主題
閱論編線性電路分析衡量
導抗
導納
電導
電感
電抗
電納
電容
電阻
阻抗
電路元件
變壓器
導線
電感器
電流源
電容器
電壓源
電阻器
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運算放大器
概念
並聯電路
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點規定
傅立葉變換
節點分析
拉普拉斯變換
網目分析(英語:Meshanalysis)
星角變換
星網變換(英語:Star-meshtransform)
理論
重疊定理
戴維寧定理
克希荷夫電路定律
密勒定理
諾頓定理
歐姆定律
特勒根定理
外部連結[編輯]
[1][永久失效連結]
Originsoftheequivalentcircuitconcept
Norton'stheorematallaboutcircuits.com
取自「https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=諾頓定理&oldid=62445797」
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