Teorema de Norton explicado con un ejemplo

El teorema de Norton establece que cualquier circuito bilateral lineal que consta de fuentes independientes o dependientes, a saber. Las fuentes de voltaje y/o corriente pueden ser reemplazadas por un circuito equivalente que consta de una fuente de corriente en paralelo con una resistencia. La fuente de corriente es la corriente de cortocircuito a través de los terminales de carga y la resistencia es la resistencia interna cuando se ve desde los terminales de carga abiertos. Este teorema se puede aplicar tanto a circuitos de CA como de CC.

Básicamente, el teorema de Norton es el inverso del teorema de Thevenin. Ambos teoremas nos informan sobre el método para convertir un circuito bilateral lineal en un circuito equivalente que consta de fuente y carga. En ambos teoremas necesitamos encontrar la resistencia interna del circuito. El método de cálculo de la resistencia interna es el mismo para ambos teoremas.

La diferencia entre el teorema de Norton y el de Thevenin radica en la fuente equivalente. Es una fuente de corriente para el circuito equivalente de Norton, mientras que es una fuente de voltaje para el circuito equivalente de Thevenin. Otra diferencia es la conexión de la resistencia interna del circuito con la fuente. En el circuito equivalente de Norton, está conectado en paralelo con la fuente de corriente, mientras que en el circuito equivalente de Thevenin, está conectado en serie con la fuente de voltaje.

Índice de contenidos

Explicación del teorema de Norton:
- Circuito equivalente de Norton:
Ejemplo:

Explicación del teorema de Norton:

Para comprender mejor el concepto del Teorema de Norton, consideremos un circuito como el que se muestra a continuación.

Para el circuito anterior, intentaremos encontrar el circuito equivalente de Norton. Como primer paso, cortocircuitaremos la resistencia de carga RL y encontraremos la corriente de cortocircuito Isc. La siguiente figura muestra este paso.

Ahora encontremos la corriente de cortocircuito Isc usando un análisis de circuito convencional. El se calcula como se muestra a continuación.

Esta corriente Isc es la magnitud o fuerza de la fuente de corriente del circuito equivalente de Norton. Hallemos ahora la resistencia interna del circuito. Lo principal que debe tenerse en cuenta al calcular la resistencia interna es reemplazar la fuente de corriente por un circuito abierto y la fuente de voltaje por un cortocircuito. Además, mantenga abiertas las terminales de carga y encuentre la resistencia interna o equivalente del circuito desde la terminal de carga abierta una vez que reemplazó todas las fuentes. Adoptaremos este método.

Dado que nuestro circuito solo tiene una fuente de voltaje, lo reemplazaremos por un cortocircuito como se muestra a continuación.

Llamemos a la resistencia interna Rint. Por lo tanto, Rint es el equivalente en serie de R1 y el equivalente en paralelo de R2 y R2.

Este Rint es el valor de la resistencia que se conectará en paralelo con la fuente de corriente Isc calculada anteriormente. Bueno, es hora de dibujar el circuito equivalente de Norton.

Circuito equivalente de Norton:

Para dibujar el circuito equivalente de Norton, conectamos la fuente de corriente Isc en paralelo con la resistencia interna Rint. Esta conexión se denomina red fuente equivalente. Luego, los terminales xy de la red fuente equivalente se conectan a la resistencia de carga RL para obtener el circuito equivalente de Norton. Este circuito equivalente se muestra a continuación.

Al explicar el Teorema de Norton, ya mencioné los pasos a seguir para obtener el circuito equivalente. Además, se resuelve un ejemplo. Esto hará que su concepto del teorema de Norton, así como los pasos para resolver el problema, sean muy claros. Por lo tanto, no hay necesidad de mencionar los pasos por separado. En caso de que desee que elaboremos los pasos, escriba amablemente en la caja de comentarios.

Ejemplo:

Encuentre el circuito equivalente de Norton a la izquierda de la terminal xy en el que se muestra a continuación.

Solución:

Paso 1: Cortocircuite los terminales xy como se muestra en la siguiente figura. Luego, encuentre la corriente de cortocircuito Isc usando un análisis de circuito convencional.

Observe cuidadosamente el circuito anterior. Verá que las resistencias de 10 Ω y 5 Ω están conectadas en paralelo y la fuente de corriente de 10 A está alimentando esta combinación en paralelo. La corriente de cortocircuito Isc es la corriente que fluye a través de una resistencia de 5 Ω. Entonces, podemos usar la regla de división actual para obtener esta corriente como se muestra a continuación.

Isc = (10×10) / (10+5)

= 6,67 A

Esta corriente de 6,67 es la fuerza de la fuente de corriente del circuito equivalente de Norton.

Paso 2: Encuentre el valor de la resistencia interna del circuito visto desde la terminal xy. Reemplazaremos la fuente de corriente por circuito abierto para obtener la resistencia interna.

Rint de resistencia interna = 15 Ω

Paso 3: Este es el último y último paso para convertir un circuito en su equivalente de Norton. En este paso, conectaremos una fuente de corriente de 6,67 A (calculada en el Paso 1) en paralelo a una resistencia de 15 Ω (calculada en el Paso 2). Esto da el circuito equivalente de Norton. Esto se muestra en la figura a continuación.