Equivalente de Norton con una sola fuente de voltaje

Cada vez que veo una pregunta como esta y decido dar una respuesta, creo que voy a comenzar con la siguiente historia . (La reescritura esquemática sigue.)

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Una de las mejores maneras de intentar comprender un circuito que al principio parece confuso es volver a dibujarlo. Hay algunas reglas que puede seguir que le ayudarán a aprender ese proceso. Pero también hay algunas habilidades personales adicionales que también se desarrollan gradualmente con el tiempo.

Aprendí estas reglas por primera vez en 1980, tomando una clase de Tektronix que se ofrecía solo a sus empleados. Esta clase estaba destinada a enseñar dibujo electrónico a personas que no eran ingenieros electrónicos, pero que estarían suficientemente capacitados para ayudar a redactar esquemas para sus manuales.

Lo bueno de las reglas es que no tienes que ser un experto para seguirlas. Y que si los sigues, aunque sea casi a ciegas, los esquemas resultantes son realmente más fáciles de descifrar.

Las reglas son:

• Organice el esquema de modo que la corriente convencional parezca fluir desde la parte superior hacia la parte inferior de la hoja esquemática. Me gusta imaginar esto como una especie de cortina (si prefiere un concepto más estático) o cascada (si prefiere un concepto más dinámico) de cargas que se mueven desde el borde superior hasta el borde inferior. Este es un tipo de flujo de energía que no hace ningún trabajo útil por sí mismo, sino que proporciona el entorno para que se realice el trabajo útil.
• Organice el esquema de modo que las señales de interés fluyan desde el lado izquierdo del esquema hacia el lado derecho. Las entradas generalmente estarán a la izquierda, las salidas generalmente estarán a la derecha.
• No "autobuse" el poder alrededor. En resumen, si un cable de un componente va a tierra o a algún otro riel de voltaje, no use un cable para conectarlo a otros cables de componentes que también van al mismo riel/tierra. En su lugar, simplemente muestre un nombre de nodo como "Vcc" y deténgase. Casi se garantiza que distribuir energía en un esquema hará que el esquema sea menos comprensible, no más. (Hay momentos en que los profesionales necesitan comunicar algo único sobre un autobús ferroviario de voltaje a otros profesionales. Por lo tanto, a veces hay excepciones a esta regla. Pero cuando se trata de comprender un esquema confuso, la situación no es esa y tal argumento "por profesionales, para profesionales" todavía falla aquí. Así que simplemente no lo hagas.) Esto toma un momento para entenderlo completamente. Existe una fuerte tendencia a querer mostrar todos los cables que intervienen en la soldadura de un circuito. Resiste esa tendencia. La idea aquí es que los cables necesarios parahacer un circuito puede ser una distracción. Y si bien pueden ser necesarios para que el circuito funcione, NO lo ayudan a comprender el circuito. De hecho, hacen exactamente lo contrario. Así que elimine dichos cables y simplemente muestre las conexiones a los rieles y deténgase.
• Trate de organizar el esquema en torno a la cohesión . Casi siempre es posible "separar" un esquema para que haya nudos de componentes que estén estrechamente conectados entre sí, separados luego por solo unos pocos cables que van a otros nudos . Si puede encontrarlos, enfatícelos aislando los nudos.y enfocándose en dibujar cada uno de alguna manera significativa, primero. Ni siquiera pienses en todo el esquema. Solo concéntrese en hacer que cada sección cohesiva "se vea bien" por sí misma. Luego agregue el cableado de repuesto o algunos componentes que separan estas "divisiones naturales" en el esquema. Esto a menudo tenderá a encontrar casi mágicamente funciones distintas que son más fáciles de entender, que luego se "comunican" entre sí a través de conexiones relativamente más fáciles de entender entre ellas.

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Use las reglas anteriores y reescriba el esquema:

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

No hice nada aquí, excepto una reescritura muy básica y simple usando las reglas que expuse anteriormente. Parece bastante fácil ahora, ¿no?

Es trivial partir de lo anterior y construir los dos equivalentes de Thevenin (idénticos). (Que son igualmente triviales para convertir en Norton, si lo prefiere).

¿Puedes manejarlo desde aquí? ¿Qué pasa si cortas$R_L$? ¿Fluye ahora alguna corriente en el cable cortocircuitado? que pasa si quitas$R_L$? ¿Cuál es el voltaje entre los nodos recién abiertos?