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诺顿定理:用电流源并联电阻简化线性电路

什么是诺顿定理?

诺顿定理表明:任何线性电路——无论多复杂——均可化简为单一电流源并联一电阻的等效电路。“线性”含义同叠加定理:所有关系必须线性(无指数或根号)。

简化线性电路

原电路及其诺顿等效如下:

诺顿定理:用电流源并联电阻简化线性电路

……应用诺顿转换后……

诺顿定理:用电流源并联电阻简化线性电路

电流源提供固定电流,提供维持该电流所需的任何电压。

戴维南定理 vs 诺顿定理

正如戴维南定理,除负载电阻外所有元件折叠为更简单形式。计算诺顿电流源 (I_诺顿) 与诺顿电阻 (R_诺顿) 步骤镜像戴维南等效计算。

识别负载电阻

首先定位负载电阻并从原网络移除:

诺顿定理:用电流源并联电阻简化线性电路

求诺顿电流

接下来,短接两负载端子并计算所得电流。此步骤是戴维南法(开路负载)的逆操作。

诺顿定理:用电流源并联电阻简化线性电路

短路两端电压为零,R₁ 电流等于 B₁ 电压除以 R₁:7 A。同理 R₃ 电流等于 B₂ 电压除以 R₃:7 A。短路总电流 7+7=14 A,即等效模型 I_诺顿:

诺顿定理:用电流源并联电阻简化线性电路

求诺顿电阻

为定 R_诺顿,将所有独立电压源短路、电流源开路,测两负载端子间电阻:

诺顿定理:用电流源并联电阻简化线性电路

诺顿等效现为:

诺顿定理:用电流源并联电阻简化线性电路

计算负载电阻两端电压

重接 2 Ω 负载,视诺顿电路为简单并联:

诺顿定理:用电流源并联电阻简化线性电路

同戴维南模型,关键结果为负载电阻两端电压电流。诺顿表示允许用基本并联公式快速重分析多负载值。

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