Salah satu yang dinilai praktis dan banyak sekali manfaatnya yaitu teorema norton. Jika diaplikasikan dalam berbagai hal kehidupan, teorema ini tergolong sangat membantu.

Makanya kita sangatlah perlu untuk tahu apa makna dari teorema tersebut hingga mampu mengaplikasikannya sendiri.

Pengertian Teorema Norton

Teorema Norton (Norton Theorem) adalah salah satu teori atau alat analisis yang bisa digunakan untuk menyederhanakan suatu rangkaian linear yang rumit menjadi rangkaian yang lebih sederhana.

Berbeda dengan Teorema Thevenin yang penyederhanaannya menggunakan sumber tegangan (Voltage Source) ekivalen dengan merangkai resistor ekivalen secara seri.

Teorema norton menyederhanakannya dengan menggunakan sumber arus (Current Source) ekivalen dan perangkaian resistor ekivalen secara paralel.

Sejarah Teorema Norton

Teorema norton ini berasal dari dua orang peneliti yang bernama Hans Ferdinand Mayer dari Siemens & Halske dan Edward Lawry Norton dari Bell Labs.

Karena ditemukan oleh dua orang peneliti, teorema norton ini juga sering disebut juga dengan Teorema Mayer – Norton (Mayer – Norton Theorem).

Bunyi Teorema Norton

Berikut ini merupakan bunyi dari teorema norton, yaitu :

Setiap jaringan listrik linear atau rangkaian rumit tertentu dapat digantikan oleh rangkaian sederhana yang hanya terdiri dari sebuah arus sumber (I_N) dan sebuah resistor yang diparalelkan (R_N).

Rangkaian pengganti tersebut dinamakan juga dengan rangkaian Ekivalen Norton.

Cara Menganalisis Rangkaian Linear dengan Perhitungan Teorema Norton

Berikut ini merupakan langkah-langkah untuk menganalisis dan menghitung suatu rangkaian linear dengan menggunakan teorema norton.

1. Hubung singkat resistor beban.
2. Hitung/ukur arus pada rangkaian hubung singkat tersebut. arus ini disebut dengan Arus Norton (I_N).
3. Buka arus sumber, hubung singkat tegangan sumber dan lepaskan resistor beban.
4. Hitung/ukur resistansi rangkaian terbuka. Resistansi ini dinamakan dengan Resistansi Norton (R_N).
5. Gambarkan kembali dengan memasukan nilai arus pada rangkaian yang dihubung singkat di langkah 2.
   Rangkaikan arus sumber dan resistansi pada rangkaian terbuka yang dilakukan pada langkah 5 secara paralel.
   Hubungkan kembali resistor beban yang kita lepaskan pada langkah 3.
   Ini merupakan rangkaian yang sudah disederhanakan berdasarkan teorema norton atau biasanya disebut dengan rangkaian Ekivalen Norton.
6. Carikan arus beban yang mengalir dan tegangan beban pada resistor beban berdasarkan aturan pembagi arus listrik (Current Divider Rule).
   I_L = I_N / (R_N/(R_N+R_L)

Contoh Soal Perhitungan Teorema Norton

Berikut ini merupakan contoh soal dari perhitungan teorema norton yang bisa anda pelajari. Sebenarnya jika dilihat secara sepintas, rangkaian Thevenin dan Norton tergolong mirip, tetapi 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.

Maka berapakah Resistansi Norton, Arus Norton, Resistansi Beban, dan Tegangan Beban berbasis Teorema Norton? Gunakanlah rumus teorema norton yang benar!

Diketahui :

RB = 17 Ω
R1 = 80 Ω
R2 = 60 Ω
R3 = 40 Ω

Ditanya :

Resistansi Norton R_N
Arus Norton I_N
Tegangan Beban V_L

Jawab :

Lakukan hubung singkat pada resistor beban 17 Ω
Cari total Resistansi (Rt) yakni :

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 x 40)/(80 + 40)}
60 + 26
RN = 86 Ω

Hitung arus beban sebelum menghitung tegangan beban IL yaitu :

IN x{(RN/RN + RL)}
0,1 x{(86/86 + 17)}
IL = 0,08 A

Tegangan beban (VL)

IL x RL
0,08 x 15
VL = 1,4 V