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诺顿定理

Norton's theorem

theorem

诺顿定理 指的是一个由电流源、电压源及电阻所组成的具有两个端点的电路系统,都可以在电路上等效于由一个理想电流源I与一个电阻R并联的电路。对于单频的交流系统,此定理不只适用于电阻,亦可适用于广义的阻抗。诺顿等效电路用来描述线性电源与阻抗在某个频率下的等效电路,由一个理想电流源与一个理想阻抗并联组成。

摘自维基百科「諾頓定理」,CC BY-SA 4.0

命名来源
汉斯·梅耶尔、爱德华·劳笠·诺顿
属于
数学定理列表
学科
物理学、工程与发明

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百科正文

诺顿定理是戴维南定理的延伸,于1926年由西门子公司研究员汉斯·费迪南德·迈尔(Hans Ferdinand Mayer,1895—1980)和贝尔实验室工程师爱德华·劳里·诺顿(1898—1983)分别提出。实际上只有迈尔在此课题上发表过论文,但诺顿只在贝尔实验室内部用的一份技术报告上提及过他的发现。

诺顿等效电路的计算

要计算出等效电路,需:

在AB两端短路(亦即负载电阻为零)的状况下计算输出电流IAB。此为INO。

在AB两端开路(在没有任何往外电流输出,亦即当AB点之间的阻抗无限大)的状况下计算输出电压VAB,此时RNo等于VAB除以INO。

此等效电路是由一个独立电流INO与一个电阻RNO并联所组成。

其中的第2项也可以考虑成:

2a.将原始电路系统中的独立电压源以短路取代,而且将独立电流源以开路取代。

2b.若电路系统中没有非独立电源的话,则RNo为移走所有独立电源后的电阻*。

转换至戴维宁等效电路

右图中,左边是诺顿等效电路,右边是戴维宁等效电路,可用下列方程将诺顿等效电路转换成戴维宁等效电路: R_(Th)=R_(No)

V_(Th)=I_(No)R_(No)

(公式略)

其中 R_(th)、 R_(No)、 V_(th) 及 I_(No) 分别代表戴维宁等效电阻、诺顿等效电阻、戴维宁等效独立电压源以及诺顿独立电流源。

诺顿等效电路的范例

在此范例中,先将A、B两点短路,整体电流 (公式略) 可以写成: (公式略)

利用电流的分流原则,从 (公式略) 流过负载的电流 (公式略) 为: (公式略)

= =2/3· 5.625mA =3.75mA

再把电压源用短路来取代,从系统开口两端往里看的等效阻抗为: R=1 k Ω +2 k Ω ‖(1 k Ω +1 k Ω)=2 k Ω

因此,等效电路则是由一个3.75 mA的电流源并联一个2KΩ的电阻所组成。

以上内容摘自维基百科「諾頓定理」,按 CC BY-SA 4.0 使用,去掉了参考文献、外部链接等尾部小节,公式改写成了纯文本。全文、配图和出处见原文。

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