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.
- Ngắn mạch điện trở tải
- Tính toán/ đo dòng điện ngắn mạch. đây là dòng điện Norton (IN)
- Hở mạch nguồn dòng, Ngắn mạch nguồn áp và hở mạch điện trở tải.
- Tính toán/ đo điện trở hở mạch. Đây là điện trở Norton (RN)
- 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
- 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
Hở mạch nguồn dòng, ngắn mạch nguồn áp và hở mạch điện trở tải. hình 4
Hình 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
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.
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
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