诺顿定理
(Norton's theorem)指的是一个由
电压源
及
电阻
所组成的具有两个端点的电路系统,都可以在电路上等效于由一个理想
电流源
I
与一个电阻
R
并联的电路。对于单频的交流系统,此定理不只适用于电阻,亦可适用于广义的阻抗。
诺顿等效电路
是用来描述线性电源与阻抗在某个频率下的等效电路,此等效电路是由一个
理想电流源
与一个理想阻抗并联所组成的。
诺顿定理与
戴维南定理
互为对偶的定理。定理指出,一个含有独立电源线性二端网络N(图1a), 就其外部状态而言,可以用一个
独立电流源
i
sc和一个松弛二端网络N0的并联组合来等效(图1b)。其中,
i
sc是网络N的
短路电流
,松弛网络N0是将网络 N中的全部独立电源和所有动态元件上的初始条件置零后得到的网络。上述并联组合称为诺顿等效网络。在复频域中等效网络由电流源
I
sc和算子阻抗
Y
i(
s
)并联而成(图2)。
I
sc(
s
)是短路电流的
拉普拉斯变换
,
Y
i(
s
)是松弛网络N0的入端(策动点)导纳。另外,还能导出网络N用于正弦稳态分析和直流分板的等效网络。
求等效电路的关键是求出网络N的
短路电流
和网络N0的入端(策动点)导纳。它们均可通过电子计算机求得。
isc称为短路电流。Ro称为诺顿电阻,也称为
输入电阻
或
输出电阻
。电流源isc和电阻Ro的并联单口,称为单口网络的诺顿等效电路。在端口电压电流采用关联参考方向时,单口的VCR方程可表示为i=
u/R
o
+ is
c
在单口网络端口上外加电压源
u
,根据
叠加定理
,端口电压可以分为两部分组成。分别求出外加电压源单独产生的电流i’=
u/Ro
和单口网络内全部独立源产生的电流i"=-isc,然后相加得到端口电压电流关系式:i=i’ +
i
”=
u/Ro+is
c
任何只包含电压源、电流源及电阻的
黑箱
系统,都可以转换成诺顿等效电路
要计算出等效电路,需:
-
在AB两端短路(亦即负载电阻为零)的状况下计算输出电流
I
AB
。此为
I
NO
。
-
在AB两端开路(在没有任何往外电流输出,亦即当AB点之间的阻抗无限大)的状况下计算输出电压
V
AB
,此时
R
No
等于
V
AB
除以
I
NO
。
其中的第2项也可以考虑成: