Θεώρημα Norton

Το θεώρημα Norton, είναι ένα άλλο εργαλείο για την ανάλυση σύνθετων κυκλωμάτων. Όπως το θεώρημα Thevenin, έτσι το θεώρημα Norton, παίρνει ένα σύνθετο κύκλωμα δυο άκρων και το αντικαθιστά με ένα απλό ισοδύναμο κύκλωμα. Αντί για μια πηγή τάσης Thevenin σε σειρά με μια αντίσταση Thevenin, το ισοδύναμο κύκλωμα Norton αποτελείται από μια πηγή ρεύματος παράλληλα με μια αντίσταση που συμβαίνει να έχει την ίδια τιμή με την αντίσταση Thevenin. Το μόνο επιπρόσθετο που πρέπει να κάνουμε, είναι να βρούμε την τιμή του ρεύματος, στην πηγή ρεύματος Norton.

Στο σχήμα βλέπουμε το ίδιο κύκλωμα που το αναλύσαμε με το θεώρημα Thevenin, αλλά εδώ θα δούμε πως μπορούμε να το αναλύσουμε με το θεώρημα Norton. Το ρεύμα Norton είναι το ρεύμα που θα περνά από ένα σύρμα αν βραχυκυκλώσουμε τα άκρα Α και Β του “μαύρου κουτιού”

Το ισοδύναμο κύκλωμα Norton, μπορεί να μετασχηματιστεί στο κατά Thevenin ισοδύναμο κύκλωμα και αντίστροφα. Η ισοδύναμη αντίσταση παραμένει στην ίδια τιμή και στις δυο περιπτώσεις, που μπαίνει σε σειρά με την πηγή τάσης Thevenin στο ισοδύναμο κατά Thevenin και παράλληλα με την πηγή ρεύματος Norton στο ισοδύναμο κύκλωμα κατά Norton. Η τάση της πηγής στο κατά Thevenin ισοδύναμο κύκλωμα είναι ίση με την τάση που εμφανίζεται στην αντίσταση Norton χωρίς φορτίο, στο κατά το Norton ισοδύναμο κύκλωμα. Το ρεύμα της πηγής ρεύματος στο κατά το Norton ισοδύναμο κύκλωμα είναι το ρεύμα βραχυκύκλωσης στο κατά Thevenin ισοδύναμο κύκλωμα.

Παράδειγμα: Θέλουμε να βρούμε το ρεύμα που διαρρέει την αντίσταση R3. Εργαζόμαστε ως εξής: Αφαιρούμε την αντίσταση R3 και την αντικαθιστούμε με βραχυκύκλωμα. Το ρεύμα πηγής ρεύματος Norton είναι ίσο με την τιμή αυτή του ρεύματος βραχυκύκλωσης. Εφαρμόζουμε το νόμο του Ohm και θεωρώντας το ρεύμα διαμέσου της R2 είναι μηδέν βρίσκουμε το ρεύμα Norton:

INORTON = VBAT / R1 = 10V / 1000Ω = 0,01A

Η αντίσταση Norton είναι η ίδια (βρίσκεται με την ίδια διαδικασία) με την αντίσταση Thevenin που βρήκαμε στην προηγούμενη παράγραφο και έχει τιμή:

RTHEV = 800Ω

Το ισοδύναμο κύκλωμα Norton είναι όπως στο σχήμα. Τοποθετούμε ξανά την αντίσταση R3 και υπολογίζουμε το ρεύμα που την διαρρέει με το νέο ισοδύναμο κύκλωμα Norton, εφαρμόζοντας το νόμο του Ohm ή εφαρμόζουμε την εξίσωση του διαιρέτη ρεύματος.

Ι3 = ΙNORTON · RTHEV / (RTHEV + R3) = 0.01A· 800Ω / 2800Ω = 0,003Α