Di dunia kelistrikan, banyak teori yang terkenal dan masih dipakai untuk berbagai kebutuhan. Salah satu yang dinilai praktis dan banyak manfaatnya adalah Teorema Norton. Ditemukan oleh dua peneliti yang sedang melakukan uji coba kelistrikan, yaitu Ferdinand Mayer dan Edward Lawry Norton.
Jika diaplikasikan dalam berbagai hal dalam kehidupan, teorema ini tergolong sangat membantu. Makanya kita sangat perlu untuk tahu apa makna dari teorema tersebut hingga mampu mengaplikasikannya sendiri.
Pengertian Teorema Norton
Berbeda dengan teorema Thevenin Norton memiliki pengertian yang lebih mudah dipahami. Yaitu, teori atau bisa juga disebut alat untuk menganalisis penyederhanaan sebuah rangkaian atau sirkuit jenis linear yang tergolong rumit menjadi sederhana dan mudah digunakan.
Penggunaan teorema norton dalam kondisi nyata dilakukan dengan memanfaatkan sumber arus atau disebut current source bersifat ekivalen.
Selain itu juga melibatkan resistor yang terhubung dengan sistem paralel, sehingga tidak ada yang berubah antara arus listrik dan tegangan.
Ketika sirkuit atau rangkaian sudah disederhanakan, maka diberi nama baru dan tentunya dengan kemampuan yang lebih maksimal, yaitu rangkaian ekivalen Norton.
Penggunaan teorema Norton adalah, akan membantu fokus melakukan aktivitas pada bagian sebuah sirkuit listrik. Kemudian sisa sirkuit bisa diganti dengan rangkaian sederhana Norton dengan kondisi yang setara.
Bunyi Teorema Norton
Bunyi teorema yang ditemukan oleh Mayer dan Norton ini adalah:
Setiap jaringan listrik linear atau rangkaian rumit tertentu dapat digantikan oleh rangkaian sederhana yang hanya terdiri dari sebuah arus sumber dan sebuah resistor yang diparalelkan.
Sesederhana itu penjelasannya, begitu juga dengan pengaplikasiannya yang sangat mudah dilakukan.
Cara Menguraikan Rangkaian Linier Dengan Perhitungan Teorema Norton
Saatnya untuk mulai pada pembahasan penguraian sebuah rangkaian linear menjadi lebih sederhana berbasis teorema ini yang sangat berbeda dengan teorema superposisi. Anda harus simak baik-baik, supaya bisa langsung mempraktekkannya.
- Kenali terlebih dahulu hubungan singkat pada resistor beban, caranya tentu dengan mengecek sirkuit atau rangkaian yang akan disederhanakan.
- Lakukan penghitungan arus yang ada pada rangkaian yang ingin disederhanakan. Arus tersebut biasanya disebut aur Norton dengan lambang (IN).
- Selanjutnya penguraian adalah dengan membuka arus dari sumber utama, kemudian melakukan hubung singkat pada tegangan sumber. Lanjutkan dengan melepaskan resistor beban.
- Anda bisa melakukan pengukuran resistansi dari rangkaian terbuka yang ada, hasilnya disebut sebagai Resistansi Norton (RN).
- Anda bisa memetakan kembali kondisi rangkaian, mulai dari menentukan nilai arus yang sudah terjadi melalui perhitungan (IN).
- Sambungkan arus sumber dan bagian resistansi secara paralel di rangkaian terbuka.
- Lanjutkan lagi dengan menghubungkan resistor beban yang sudah dilepas sebelumnya. Inilah rangkaian sederhana sebuah sirkuit yang sudah disesuaikan dengan teorema ini.
Contoh Soal Perhitungan Teorema Norton
Setelah mengetahui proses untuk menguraikan rangkaian dengan menggunakan teorema Norton, saatnya coba menjawab contoh soalnya berikut ini. Perhatikan setiap langkahnya jangan sampai salah dan malah jadi rangkaian Thevenin.
Sebenarnya dilihat sepintas rangkaian Thevenin dan Norton tergolong mirip tapi ternyata banyak perbedaannya.
Soal:
Sebuah rangkaian resistor beban 17 Ω, dengan resistor paralel 80 Ω dan 60 Ω, yang berhubungan dengan sebuah resistor seri 40 Ω. Sedangkan tegangan yang terjadi mencapai 16 V.
Berapa Resistansi Norton, Arus Norton, Resistor Beban dan Tegangan Beban berbasis Teorema Norton? Gunakan rumus teorema Norton yang benar!
Jawaban:
Diketahui:
RB : 17 Ω
R1 : 80 Ω
R2 : 60 Ω
R3 : 40 Ω
Ditanya:
1. Resistansi Norton RN
2. Arus Norton IN
3. Tegangan Beban VL
Jawab:
- Lakukan hubung singkat pada resistor beban 17 Ω
- Cari total resistansi (Rt) yaitu:
40 + {(80 x 60)/(80 +60)}
40 + 40
Rt = 80 Ω
- Lanjutkan dengan mencari Total Arus Listrik (It):
17 /80
It = 0,2 A
- Barulah mencari Arus Norton IN yaitu dengan cara:
0,2 {(80/(60+80)}
IN = 0,1 A
- Hubung singkat resistor beban menjadikan salah satu rangkaian menjadi terbuka. Teorema Norton dianalisis berdasarkan konsep arus linear, makanya dibutuhkan ukuran resistansi pada rangkaian tersebut atau RN
60 +{(80×40)/(80+40)}
60 + 26
RN = 86 Ω
- Hitung arus beban sebelum menghitung tegangan beban IL yaitu:
IN x{(RN/RN+RL)}
0,1X {(86/86+17)}
IL = 0,08 A
- Tegangan beban (VL)
IL x RL
0,08 X 15
VL = 1,4 V
Itulah penjelasan lengkap tentang Teorema Norton yang perlu Anda ketahui. Jangan lupa untuk coba aplikasikan, siapa tahu suatu saat Anda membutuhkannya untuk membuat sebuah rangkaian listrik sederhana yang kaya fungsi.