Breve descripción del teorema de Norton con ejemplos

Breve descripción del teorema de Norton con ejemplos

La corriente de Ingeniería Eléctrica y Electrónica está involucrada en numerosos temas de ingeniería que incluyen temas básicos como teoremas de redes, análisis de circuitos eléctricos, dispositivos y circuitos electrónicos, etc. Estos teoremas de redes se utilizan para resolver circuitos eléctricos y también para calcular diferentes parámetros como voltaje, corriente, etc., de los circuitos. Los diferentes tipos de teoremas incluyen el teorema de Norton, el teorema de sustitución, Teorema de Thvenins , etcétera. Aquí, en este artículo, analicemos en detalle un resumen del teorema de Nortorn con ejemplos.

Teorema de Norton

Cualquier circuito complejo eléctrico lineal se puede simplificar en un circuito simple que consta de una sola fuente de corriente y una resistencia equivalente en paralelo conectada a través de la carga. Consideremos algunos ejemplos simples del teorema de Norton para comprender en detalle la teoría de Norton. El circuito equivalente de Norton se puede representar como se muestra en la siguiente figura.




Circuitos equivalentes de Norton

Circuitos equivalentes de Norton



Declaración del teorema de Norton

El teorema de Norton establece que cualquier circuito eléctrico complejo lineal se puede reducir a un circuito electrico simple con una corriente y una resistencia conectadas en paralelo. Para comprender en profundidad la teoría de Norton, consideremos los siguientes ejemplos del teorema de Norton.

Ejemplos del teorema de Nortons

Ejemplo del teorema de Norton

Ejemplo del teorema de Norton



En primer lugar, consideremos un circuito eléctrico simple que consta de dos fuentes de voltaje y tres resistencias que están conectadas como se muestra en la figura anterior. El circuito anterior consta de tres resistencias entre las cuales la resistencia R2 se considera como carga. Entonces, el circuito se puede representar como se muestra a continuación.

Circuito de ejemplo del teorema de Nortons con resistencia de carga

Circuito de ejemplo del teorema de Nortons con resistencia de carga

Sabemos que, si la carga cambia, el cálculo de varios parámetros de los circuitos eléctricos es difícil. Asi que, teoremas de la red se utilizan para calcular fácilmente los parámetros de la red.



Circuito de ejemplo del teorema de Nortons después de quitar la resistencia de carga

Circuito de ejemplo del teorema de Nortons después de quitar la resistencia de carga

En este teorema de Norton también seguimos un procedimiento similar al teorema de las venas (hasta cierto punto). Aquí, elimine principalmente la carga (considere la resistencia R2 = 2 ohmios como carga en el circuito) como se muestra en la figura anterior. Entonces, cortocircuito terminales de carga con un cable (exactamente opuesto al procedimiento que seguimos en el teorema de las venas, es decir, circuito abierto de terminales de carga) como se muestra en la siguiente figura. Ahora, calcule la corriente resultante (corriente a través de las resistencias R1, R3 y la línea de cortocircuito después de quitar R2) como se muestra en la siguiente figura.


Corriente a través de R1, R3 y carga en cortocircuito

Corriente a través de R1, R3 y carga en cortocircuito

De la figura anterior, la corriente de la fuente de Norton es igual a 14A que se usa en el circuito equivalente de Norton como se muestra en la figura de abajo. El circuito equivalente del teorema de Norton consiste en la fuente de corriente de Norton (INorton) en paralelo con la resistencia equivalente de Norton (RNorton) y la carga (aquí R2 = 2Ohms).

Circuito equivalente de Nortons con INorton, RNorton, RLoad

Circuito equivalente de Nortons con INorton, RNorton, RLoad

El circuito equivalente del teorema de Nortorn es un circuito paralelo simple como se muestra en la figura. Ahora, para calcular la resistencia equivalente de Norton tenemos que seguir dos procedimientos como el teorema de Thevenins y el teorema de superposición.

En primer lugar, elimine la resistencia de carga (similar al paso del teorema de las venas para calcular la resistencia de las venas). Luego, reemplace las fuentes de voltaje con cortocircuito (cables en el caso de fuentes de voltaje ideales y en el caso de fuentes de voltaje prácticas, se utilizan sus resistencias internas). Del mismo modo, fuentes de corriente con circuito abierto (se interrumpe en el caso de fuentes de corriente ideales y en el caso de fuentes de corriente prácticas se utilizan sus resistencias internas). Ahora, el circuito se vuelve como se muestra en la figura a continuación y es un circuito paralelo simple con resistencias.

Encontrar la resistencia de Nortons

Encontrar la resistencia de Nortons

Como las resistencias R1 y R3 son paralelas entre sí, el valor de la resistencia de Norton es igual al valor de la resistencia en paralelo de R1 y R3. Entonces, el circuito equivalente del teorema de Norton total se puede representar como se muestra en el circuito a continuación.

Norton

Circuito equivalente del teorema de Norton

La fórmula para calcular la corriente de carga, Iload se puede calcular utilizando varias leyes básicas como Ley de Ohm , La ley de voltaje de Krichhoff y la ley de corriente de Krichhoff.

Por lo tanto, la corriente que pasa a través de la resistencia de carga Rload (R2) está dada por

Cargar fórmula actual

Cargar fórmula actual

Dónde,

I N = corriente de Norton (14A)
R N = Resistencia de Norton (0,8 ohmios)
R L = Resistencia de carga (2 ohmios)

Por lo tanto, cargo = corriente que pasa por la resistencia de carga = 4A.

De manera similar, las redes lineales grandes y complejas con varios números de fuentes (fuentes de corriente o voltaje) y resistencias pueden reducirse a circuitos paralelos simples con una fuente de corriente única en paralelo con la resistencia y carga de Norton.

Así, se puede determinar el circuito equivalente de Norton con Rn e In y se puede formar un circuito paralelo simple (a partir de un circuito de red complejo). Los cálculos de los parámetros del circuito se pueden analizar fácilmente. Si uno resistencia en el circuito se cambia rápidamente (carga), entonces el teorema de Norton se puede utilizar para realizar cálculos fácilmente.

¿Conoce algún teorema de la red que no sea el teorema de Norton que se utiliza normalmente en circuitos electricos ? Luego, comparta sus puntos de vista, comentarios, ideas y sugerencias en la sección de comentarios a continuación.