CÁC BƯỚC ĐỂ PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỆN SỬ DỤNG ĐỊNH LÝ NORTON (NORTON'S THEOREM)

Định Lý Norton


Đây là một định lý rất hữu ích để phân tích mạch điện tương tự như định lý Thevenin. Biến đổi mạch tuyến tính, mạch chủ động và mạng lưới phức tạp thành một mạch điện đơn giản. Sự khác biệt chính giữa định lý Thevenin và định lý Norton là định lý Thevenin cung cấp một nguồn áp và một trở kháng tương đương, trong khi đó định lý Norton cung cấp một nguồn dòng và một trở kháng tương đương mắc song song.


Định lý norton có thể được phát biểu như sau:




Bất kể mạng điện tuyến tính nào với nguồn áp, nguồn dòng và chỉ có trở kháng có thể thay thế bằng một mạch tương đương với 1 nguồn dòng IN song song với trở kháng RN




Các bước đơn giản để phân tích mạch điện thông qua định lý Norton.

  1. Ngắn mạch điện trở tải
  2. Tính toán/ đo dòng điện ngắn mạch. đây là dòng điện Norton (IN)
  3. Hở mạch nguồn dòng, Ngắn mạch nguồn áp và hở mạch điện trở tải.
  4. Tính toán/ đo điện trở hở mạch. Đây là điện trở Norton (RN)
  5. Bây giờ, vẽ lại mạch với dòng điện ngắn mạch đo được  (IN) ở bước 2 như là một nguồn dòng và trở kháng hở mạch đo được (RN) ở bước 4 như là một trở kháng mắc song song với nguồn dòng đó và kết nối lại trở kháng tải mà chúng ta đã loại bỏ ở bước 3. Đây chính là mạch điện tương đương Norton, ở đó mạng điện tuyến tính hay mạch phức tạp được đơn giản hoá và phân tích 
  6. Bây giờ tìm dòng điện đi qua tải và điện áp rơi trên tải bằng quy tắc chia dòng điện. IL = IN / (RN / (RN+ RL)) ((Để hiểu rõ hơn. xem ví dụ bên dưới)

    Ví dụ:

    Tìm RN, IN, dòng điện chạy qua tải và điện áp rơi trên điện trở tải trong hình 1 bằng cách dùng định lý Norton..
    Hình 1

    bước 1.
    Ngắn mạch điện trở tải  1.5Ω như hiển thị ở hình 2




    Hình 2



    Bước  2.

    Tính toán/ đo dòng điện ngắn mạch. đây chính là dòng điện Norton (IN).
    Chúng ta đã ngắn mạch tại điểm AB để xác định dòng điện Norton IN.  Điện trở 6Ω và 3Ω chúng được mắc song song với nhau và nối tiếp với điện trở 2Ω.
    Do vậy tổng trở của mạch là 
    2Ω + (6Ω || 3Ω) ….. (|| = là song song với).
    RT = 2Ω + [(3Ω x 6Ω) / (3Ω + 6Ω)] → IT= 2Ω + 2Ω = 4Ω.
    RT = 4Ω
    IT = V / RT
    IT = 12V / 4Ω
    IT = 3A..
    Bây giờ chúng ta phải tìm  ISC = IN… Áp dụng quy tắc chia dòng  CDR… (Current Divider Rule)…
    ISC = IN = 3A x [(6Ω / (3Ω + 6Ω)] = 2A.
    ISC= IN = 2A.

    Hình 3

    Bước 3.


    Hở mạch nguồn dòng, ngắn mạch nguồn áp và hở mạch điện trở tải. hình 4





    Hình 4

    Bước 4.


    Tính toán/ đo trở kháng hở mạch. đây chính là trở kháng Norton (RN)

    chúng ta đã giảm nguông DC 12V về 0 là thay thế nó tương đương một đoạn ngắn mạch như hình 3 , như là hiển thị ở hình 4, chúng ta thấy điện trở 3Ω nối tiếp với kết nối song song của điện trở 6Ω và điện trở 2Ω 
    3Ω + (6Ω || 2Ω) ….. (|| =song sog với)
    RN = 3Ω + [(6Ω x 2Ω) / (6Ω + 2Ω)]
    RN = 3Ω + 1.5Ω
    RN = 4.5Ω



    Hình 5

    Bước 5.


    Kết nối RN song song với nguồn dòng  IN . và kết nối lại điện trở tải như hiển thị ở hình 6 . Đây chính là mạch tương đương Norton với điện trở tải. 





                                                                              Hình 6

    Bước 6.


    Bây giờ áp dụng bước tiếp theo để tính toán dòng điện chạy qua tải và điện áp rơi trên tải bằng quy tắc chia dòng như hiển thị ở hình 7

    Dòng điện chạy qua tải…
    IL = IN x [RN / (RN+ RL)]
    = 2A x (4.5Ω /4.5Ω +1.5Ω) → = 1.5A
    IL = 1. 5A


    Và điện áp rơi trên điện trở tải…
    VL = IL x RL
    VL = 1.5A x 1.5Ω
    VL= 2.25V




    Hình 7

    Bây giờ so sánh mạch điện đơn giản này với mạch điện gốc ở hình 1. Bạn có thể thấy sẽ dễ dàng hơn nhiều khi tính toán dòng điện tải và điện áp rơi trên tải khi áp dụng định lý Norton.



    Comments

    Post a Comment

    Popular posts from this blog

    PHÂN TÍCH MẠCH ĐIỆN BẰNG ĐỊNH LUẬT KIRCHHOFF VỀ DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP

    Image
    Một nhà vật lý người Đức “Robert Kirchhoff” đã giới thiệu 2 định luật quan trọng về điện  năm 1871, mà theo đó chúng ta có thể dễ dàng tìm thấy điện kháng tương đương của một mạch phức tạp và dòng điện trong các vật dẫn khác nhau. cả hai mạch điện AC và DC đều có thể được giải quyết và đơn giản hoá bằng cách sử dụng 2 định luật này và nó được gọi là định luật kirchhoff về dòng điện (KCL) và định luật kirchhoff về điện áp ( KVL) Định luật kirchhoff về dòng điện (KCL) Theo KCL, Trong bất kỳ mạch điện nào, tổng đại số các dòng điện tại một nút( điểm giao nhau) bằng 0. Định luật này cũng được gọi là định luật dòng điện( curent law) Trong bất kỳ mạch điện nào, tổng đại số các dòng điện vào một nút và dòng điện đi ra tại nút đó bằng 0. Giải thích về định luật 1 kirchhoff ( KCL): giả sử một vài đoạn dây dẫn giao nhau tại điểm A như hình 1. một số dây dẫn thì dòng điện chạy đến điểm A, trong khi đó dòng điện trong một số dây dẫn khác lại có hướng đi ra từ điểm A Xem như các dòng điện đi và...
    Read more

    NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐỒNG BỘ

    Image
    Động cơ đồng bộ thường được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp yêu cầu độ chính xác cao. Video này sẽ giải thích và minh họa về cách hoạt động của chúng. Như tên gọi của nó thì động cơ đồng bộ có khả năng chạy với một tốc độ không đổi mà không bị ảnh hưởng bởi tải của chúng. Không giống như các động cơ cảm ứng, ở đây tốc độ của động cơ phụ thuộc vào momen tác động lên chúng, động cơ không đồng bộ có đặc điểm là tốc độ - momen không đổi.  Động cơ đồng bộ có hiệu suất ( tỉ số chuyển đổi điện năng sang cơ năng) cao hơn các loại động cơ tương ứng khác. Hiệu suất của nó dao động từ 90-92%. hình.1 Động cơ đồng bộ là máy điện có hiệu suất và độ chính xác cao Nguyên lý hoạt động: Tương tác giữa các từ trường không đổi và từ trường quay Đặc tính tốc độ không đổi đạt được bằng sự tương tác giữa từ trường quay và từ trường kh...
    Read more