Norton-setningin einfaldar línulega rás séð frá tveimur álagstengjum. Það skiptir upprunalega netinu út fyrir straumgjafa IN í samhliða viðnámi RN (eða viðnáms ZN í AC). Þetta gerir það auðveldara að finna hleðsluspennu, hleðslustraum og afl án þess að þurfa að endurtaka langar skref. Þessi grein veitir upplýsingar um efnið.
Yfirlit yfir setningu Nortons
Norton-setningin er rásagreiningaraðferð sem einfaldar hvaða línulegt net (sem samanstendur af uppsprettum og viðnámum/viðnámi) í tveggja þátta jafngildi séð frá tveimur hleðslutengjum. Einfaldaða formið kallast Norton-jafngildið, sem inniheldur:
• Straumuppspretta (IN)
• Viðnám/viðnám (RN eða ZN)
Þessir tveir þættir eru tengdir samhliða yfir sama pör af tengjum. Eftir að netið hefur verið umbreytt í Norton-form verður auðveldara að reikna álagsstraum, álagsspennu og afl án þess að þurfa að greina alla upprunalegu rásina ítrekað.
Skilyrði fyrir notkun Norton-setningarinnar
• Setning Nortons á aðeins við um línulegar rásir sem fylgja föstu spennu–straumsambandi.
• Rásin verður að fylgja grundvallarlínulögmálum, svo sem lögmáli Ohms.
• Greiningin er framkvæmd frá tveimur tengjum þar sem álagið er tengt.
• Rásin getur innihaldið óháða spennu- eða straumgjafa.
• Viðnám er notað við jafnstraumsgreiningu, á meðan viðnám (fasagildi) er notað fyrir riðstraumsgreiningu.
Hlutar af Norton jafngildri rás
| Hluti | Hvað er þetta? | Hvernig á að hugsa um þetta? |
|---|---|---|
| *I**N* (Norton straumur) | Núverandi heimild í Norton jafngildi | Magn straums sem myndi renna ef pólarnir tveir væru tengdir beint saman. |
| *RN* (Norton-andspyrnan) | Viðnámið í Norton-útgáfunni | Viðnámið sést þegar litið er inn í rásina frá sömu tveimur skautum. |
| Tenging | Straumgjafi og viðnám í hlið | Straumgjafinn og viðnámið deila sömu tveimur tengjum og eru tengd hlið við hlið. |
| Tengill á Thévenin | Sama viðnámsgildi og í Thévenin-forminu | *RN* =*R**Th*, svo mótspyrnan helst sú sama í bæði Norton- og Thévenin-formunum. |
Að finna Norton-jafngildi í jafnstraumsrásum
Skref 1: Fjarlægðu álagið.
• Taka álagið af tveimur flugstöðvum.
• Látið tvær tengi vera opin eftir að álagið er fjarlægt.
Skref 2: Finndu RN (Norton-viðnám).
• Slökktu á öllum sjálfstæðum heimildum.
• Skiptu út hverri óháðri spennugjafa fyrir skammhlaup.
• Skiptu út hverri óháðri straumgjafa fyrir opna rás.
• Rannsaka tvö opin tengi og reikna út viðnámið sem sést; þetta er RN.
Skref 3: Finna IN (Norton current).
• Kveiktu aftur á sjálfstæðu heimildunum.
• Styttu tengin tvö saman.
• Reikna strauminn í gegnum stuttu línuna; þetta er INN.
Skref 4: Teiknaðu Norton jafngildi.
• Draga straumgjafa af IN samhliða viðnámi af RN.
• Tengja álagið aftur yfir sömu tvö tengi.
Setning Nortons með háðum heimildum
Sumar rásir innihalda háðar uppsprettur, sem breytast með annarri spennu eða straumi í rásinni. Þegar þetta gerist er ekki hægt að finna RN með því að slökkva á öllum uppsprettum, því háðar uppsprettur verða að vera virkar.
Til að finna RN í þessu tilfelli, slökktu aðeins á óháðu uppsprettunum og settu svo prófunarspennu eða prófunarstraum yfir báða tengin. Næst reiknaðu út straum eða spennu sem myndast við sömu tengi. Finndu Norton-viðnámið með RN=VtestItest. Þessi aðferð heldur háðum uppsprettum virkum en gefur samt rétta viðnámið sem sést á tengjunum.
Einföldun stórra hringrása með setningu Nortons
Þegar rásir stækka eru fleiri hlutar til að fylgjast með og fleiri skref til að leysa. Norton-setningin hjálpar með því að leyfa stórum hluta rásar að vera skipt út fyrir eina einfalda Norton-jafngilda við valin tengi. Þessi sambærileiki hagar sér enn eins frá sjónarhóli álagsins, en er mun auðveldara að vinna með.
Eftir að hafa endurskrifað kafla sem samsvarandi Norton verður auðveldara að breyta álagi án þess að byrja upp á nýtt, sjá hvernig straumurinn skiptist milli álags og RN og einbeita sér aðeins að lykilgildum í stað margra viðnáms og uppspretta. Hleðslustöðvarnar "sjá" enn sömu hegðun, en vinnan verður einfaldari og skipulagðari.
Norton–Thevenin samanburður á formi fyrir jafngildar rásir
| Eiginleiki | Norton eyðublað | Thevenin Form |
|---|---|---|
| Upprunategund | Núverandi heimild (*I**N*) | Spennugjafi (*V**Th*) |
| Staða viðnáms | Viðnám samhliða uppsprettunni | Viðnám í röð með uppsprettunni |
| Sameiginleg mótstaða | *RN* | *R**Th** (jafnt og RN)* |
| Tenging við hleðslu | Hlaðið inn samhliða upprunanum og*RN* | Hlaða í röð með *R**Th* |
| Umbreyting | Frá Thevenin:*I**N* =*V**Th* /*R**Th* | Frá Norton:*V**Th* =*I**N* · *RN* |
Norton-setningin í AC-rásum sem nota viðnám og fasora
Norton-setningin virkar einnig fyrir riðstraumrásir sem nota sinusbylgjumerki. Aðalhugmyndin er sú sama, en AC rásir nota viðnám frekar en viðnám, og fasa til að sýna bæði stærð og fasa strauma og spennu. Til að finna AC Norton samsvarandi útgáfu:
• Fjarlægðu álagið og finndu samsvarandi viðnám ZN á tengjunum með óháðum uppsprettum slökktum.
• Kveiktu aftur á uppsprettunum og finndu skammhlaupsfasa strauminn á tengjunum; þetta er INN.
• Jafngilda rásin verður straumgjafi IN samhliða viðnámi ZN.
Þetta Norton-eyðublað hjálpar þér að greina hvernig riðstraumsálag tengist restinni af rásinni með einu einföldu jafngildi.
Hámarks aflflutningsskilyrði með Norton-jafngildi
Að setja rás í Norton-form gerir það auðveldara að sjá hvernig afl færist inn í álagið. Ef álagið er eingöngu viðnám fær það hámarks afl þegar viðnám þess samsvarar viðnámi Norton:
RL= RN
Þegar RL jafngildir RN , innra viðnámi uppsprettunnar og álagsjafnvægi á þann hátt að álagið geti tekið sem mest afl. Þetta kallast hámarks aflflutningsskilyrði, og það skiptir máli þegar álagið þarf að passa við uppsprettuna.
Upprunaleg umbreyting sem tengir Norton og Thevenin form
Uppsprettubreyting er fljótleg leið til að skipta á milli tveggja rásaforma sem haga sér eins við tengin. Hún tengir beint Thevenin-formið og Norton-formið. Grunnregla:
• Spennugjafi V í röð með viðnámi R má breyta í straumgjafa samhliða sama viðnámi R.
• Núverandi gildi er:
IN=VR
Eftir umbreytingu hagar rásin sér enn eins við tengi sína. Þetta auðveldar að einfalda stærri rás með því að skipta hlutum yfir í Norton eða Thevenin form þegar þörf krefur.
Algengar villur í setningu Nortons sem þarf að forðast
| Mistök | Hvað á að gera í staðinn |
|---|---|
| Ekki að fjarlægja álagið áður en ég finn (*RN*) og (*I**N*) | Finndu Norton samsvarandi kerfi með því að nota netið án þess að álagið sé tengt. |
| Slökkva á háðum heimildum | Haltu háðum heimildum virkum þegar þú finnur (*RN*). Aðeins óháðir spennu-/straumgjafar eru stilltir á núll. |
| Að blanda saman stuttrásar- og opnum hringrásarskrefum | Finndu (*I**N*) með því að nota skammhlaup yfir tengin, ekki opna rás. |
| Hunsa leiðbeiningar skilta | Veldu skýrar straum-/spennustefnur og haltu þig við þær svo merkin snúi ekki svarinu við. |
| Meðhöndlun á AC viðnámi sem venjuleg viðnám | Í AC-rásum er viðnám (viðnám plús viðnám), ekki viðnám eitt og sér. |
| Með því að nota setninguna um sterkt ólínulega hluta | Notaðu Norton-setninguna aðeins þegar spennu–straumssambandið er nálægt línulegu. |
Niðurstaða
Norton-setningin dregur línulegt net niður í IN og RN (eða ZN) á tveimur endapunktum. Skrefin fela í sér að fjarlægja álagið, finna RN með því að slökkva á sjálfstæðum uppsprettum og finna IN með stuttum. Með háðum heimildum, notaðu prófunarheimild fyrir RN. Það tengist einnig Thevenin og styður AC fasora.
Algengar spurningar [FAQ]
Getur Norton-setningin virkað með fleiri en einni hleðslu?
Já. Finndu Norton jafngildi og meðhöndlaðu hleðslurnar sem samhliða greinar.
Í DC, hvernig meðhöndla ég þétta og spólur?
Jafn jafnstraumur: þétti = opinn, spóla = stutt.
Hvernig finn ég álagsspennu og straum frá IN og RN?
Vload=IN(RN∥RL)Iload=Iload/RL
Hvað ef RN er neikvætt?
Rásin virkar virkt og getur verið óstöðug.
13,5 Þarf ég að stytta terminalana til að komast inn?
Nei. Þú getur notað IN=VOC/RN.
Skipta innri viðnám innri uppspretta máli?
Já. Taktu þær með þegar þú finnur RN og IN.
