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Lecture

Thevenin and Norton Theorems

In course

MICRO-100: Electrotechnics I

Le cours aborde les bases des circuits électriques composés d'éléments linéaires, en régime continu. Une série de méthodes de transformations sera traitée. Le régime alternatif est traité en fin de semestre (calcul complexe). De nombreux exemples ainsi que ...

Description

This lecture covers the theorems of Thevenin and Norton in electrical engineering, focusing on the reduction of circuits to equivalent bipoles, voltage divider, current divider, open circuit voltage, short-circuit current, and internal resistance. The concepts are illustrated with examples and practical applications.

In MOOC

Electrical engineering I

Instructors (4)

Paolo Germano

FORMATION Mars 1990 : Engagement au Laboratoire d'électromécanique et de machines électriques (LEME), devenu entre temps le laboratoire d'actionneurs intégrés (LAI), comme assistant puis comme fonctionnaire scientifique. Janvier 1990 : Diplôme d'ingénieur EPF en microtechnique. Juillet 1985 : Maturité de type scientifique.

- - EXPERIENCES ET DOMAINES DE COMPETENCES
Modélisation et simulation de l'alimentation des moteurs de l'avion Solar Impulse sur la base des résultats de la modélisation par éléments finis (FEM) de la structure magnétique Développement du banc de mesure (mécanique et software) du moteur Solar Impulse (dès mars 2004);
Dans le cadre d'un Projet CTI en collaboration avec l'entreprise Medtronic (Projet ColoStim), développement d'un appareil de traitement de la constipation consistant en des électrodes implantées le long du colon et alimentées par induction, à haute fréquence, à l'aide d'une bobine primaire placée autour du thorax du patient (janvier 2006 - mars 2007);
Développement du modèle équivalent d'une montre à glace tactile et analyse de l'effet des décharges électrostatiques sur cette montre. Projet CTI en collaboration avec l'entreprise ETA-Swatch Group (avril 2003 à octobre 2004);
Développement d'un système de transfert d'énergie pour navettes automotrices de machines d'assemblage. Projet CTI en collaboration avec l'entreprise Montech AG (octobre 2001 à octobre 2002);
Développement d'une installation de transfert d'énergie pour des wagonnets de transport de rouleaux pour l'industrie du papier avec l'entreprise Valmet AG (Groupe Metso Paper) (2001);
Développement d'un banc de mesure pour actionneurs linéaires dans le cadre d'un mandat avec l'entreprise Sonceboz SA (mars 1998 - juillet 2000);
Développement d'une installation de transfert d'énergie pour un convoyeur d'outils dans le cadre d'un mandat avec l'entreprise MCM SpA (Italie) (juillet 1998 avril 1999 et déc. 1999 avril 2000);
Développement d'un banc de test pour vibreur électromécanique dans le cadre d'un mandat avec l'entreprise ASULAB SA à Marin (octobre décembre 1999);
Développement et responsabilité d'une installation de démonstration d'un Système de transport automatique à transmission d'énergie par induction - Projet Serpentine 2 PSEL (déc. 1996 juin 1999);
Développement d'un banc de mesure et d'analyse pour moteurs à courant continu dans le cadre d'un projet d'impulsion RAVEL (sept. 1995 - mars 1997);
Développement d'un convertisseur de fréquence à résonance de 2,4 kW pour l'alimentation d'un transformateur sans fer dans le cadre du transfert d'énergie sans contacts Projet Serpentine PSEL (février 94 déc. 1995);
Développement d'un banc de mesure pour moteurs pas à pas dans le cadre d'un mandat avec l'entreprise Sonceboz SA (mars 1992 nov. 1995);
Développement d'un convertisseur direct de fréquence AC/AC de basse puissance dans le cadre du projet du cur artificiel Suisse (mars 1990 - mars 1992);
Suivi d'une vingtaine de projets de semestre et de master EPFL;
Divers projets de moindre envergure (alimentations, démonstrateurs, acquisitions de données, micro-informatique, circuits imprimés).

PUBLICATIONS DOMAINE DU TRANSFERT D'ENERGIE PAR INDUCTION M. Jufer, L. Cardoletti, B. Arnet, P. Germano, Ch. Koechli, N. Macabray, M. Perrottet, "Dispositif de transmission d'énergie électrique à un véhicule, sans contact, par induction - Projet PSEL N° 16 - Magnéto-glisseur", Rapport de synthèse 1995, EPFL-DE-LEME, Lausanne - Suisse, 18 octobre 1995; M. Jufer, L. Cardoletti, P. Germano, B. Arnet, M. Perrottet, N. Macabrey, "Induction Contactless Energy Transmission System for an Electric Vehicle", ICEM96, International Conference on Electrical Machines, Vigo, Sept. 10-12, 1996, Vol II, pp. 343-347; P. Germano, M. Jufer, "Contactless power transmission: Frequency tuning by a maximum power tracking method", EPE '97, 7th European Conference on power electronics and applications, Trondheim, Sept. 8-10, 1997, Vol IV, pp. 693-697; M. Jufer, L. Cardoletti, P. Germano, B. Arnet, M. Perrottet, Swiss Federal Institute of Techno-logy, DE-LEME, 1015 Lausanne, Switzer-land, "Inductively powered automatic vehicles - Ser-pen-tine", EVS-15 '98, 15th International Electric Vehicle Symposium and Exhibition, Brussel, Belgium, Sept. 29 - Oct. 3, 1998, pp. 403-404; P. Germano, Nicolas Macabrey, M. Jufer, Swiss Federal Institute of Technology, DE-LEME, 1015 Lausanne, Switzerland, "Contactless Power Transmission: Linear Positioning of the Moving Element", EPE '99, 8th European Conference on Power Electronics and Applications, Lausanne, 7-9 September, 1999, Art Nb 685; P. Germano, M. Jufer, L. Cardoletti, B. Arnet, Ch. Koechli, N. Macabray, M. Perrottet, "Système de transport automatique à transmission d'énergie par induction. - Projet PSEL N° 115", Rapport final 1999, EPFL-DE-LEME, Lausanne - Suisse, 31 août 1999; P. Germano, I. Stefanini, W. Montella, L. Cardoletti, Y. Perriard, "Système de transfert d'énergie pour navette de machines d'assemblage Projet CTI n° 5780.1 KTS", Rapport final, EPF Lausanne-LAI, Suisse, mars 2004; I. Stefanini, P. Germano, L. Cardoletti, W. Montella, Y. Perriard, "Inductive Charge System for Assembly Plant Shuttles", CD-ROM, EPE 2003, Toulouse, (France), 2-4 Septembre 2003; P. Germano, I. Stefanini, Y. Perrirad, "Stimulation colique pour le traitement des troubles de la motilité Projet ColoStim Projet CTI n° 7362.2 LSPP-LS", Rapport final, EPF Lausanne-LAI, Suisse, mai 2007. DOMAINES DES BANCS DE MESURE - MESURES P. Germano, "Système automatique de mesure", Rapport technique vol. I & II, EPF-Lausanne, 1995; P. Germano, Ch. Kuert, "Banc de mesures automatisé pour entraînements électriques", Présentation et mode d'emploi, EPF-Lausanne, 1997; P. Germano, Ch. Kuert, M. Jufer, Swiss Federal Institute of Technology, DE-LEME, 1015 Lausanne, Switzerland, "Automated test bench for electric drives: Modular layout of soft- and hardware", EPE '99, 8th European Conference on Power Electronics and Applications, Lausanne, 7-9 September, 1999, Art Nb 683; Y. Perriard, P. Germano, I. Verettaz, "Banc de test pour vibreur électromécanique", Rapport technique, EPF-Lausanne, janvier 2000; P. Germano, Ch. Kuert, M. Jufer, Swiss Federal Institute of Technology, DE-LEME, 1015 Lausanne, Switzerland, "DSP controlled automated Test Bench for linear Actuators Design and Choices", EPE 2001, 9th European Conference on Power Electronics and Applications, Graz, 27-29 August, 2001, Art Nb 709; P. Germano, M. Crivii, D. Demarco, Y. Perriard, Swiss Federal Instutute of Technology, LAI, 1015 Lausanne, Switzerland & L. Paratte, R. Marquis, Service Unit RD, ETA SA (Swatch Group), 2540 Granges, Switzerland, "Analysis and Modeling of Electrostatic Discharge in a Tactile Glass Featured Watch", IAS 2004, 39th Annual Meeting, Seattle, WA, USA, October 3-7, 2004; P. Germano, M. Crivii, D. Demarco, Y. Perriard, Swiss Federal Instutute of Technology, LAI, 1015 Lausanne, Switzerland & L. Paratte, R. Marquis, Service Unit RD, ETA SA (Swatch Group), 2540 Granges, Switzerland, "Analysis and Modeling of Electrostatic Discharge in a Tactile Glass Featured Watch", IEEE Transaction on Industry Applications, Volume 43, Issue 4, July-aug. 2007, Page(s): 1091-1098;

Official source

Ontological neighbourhood

Physics

Electromagnetism: Electrical networks

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Thévenin's theorem

As originally stated in terms of direct-current resistive circuits only, Thévenin's theorem states that "Any linear electrical network containing only voltage sources, current sources and resistances can be replaced at terminals A–B by an equivalent combination of a voltage source Vth in a series connection with a resistance Rth." The equivalent voltage Vth is the voltage obtained at terminals A–B of the network with terminals A–B open circuited.

Norton's theorem

In direct-current circuit theory, Norton's theorem, also called the Mayer–Norton theorem, is a simplification that can be applied to networks made of linear time-invariant resistances, voltage sources, and current sources. At a pair of terminals of the network, it can be replaced by a current source and a single resistor in parallel. For alternating current (AC) systems the theorem can be applied to reactive impedances as well as resistances. The Norton equivalent circuit is used to represent any network of linear sources and impedances at a given frequency.

Voltage source

A voltage source is a two-terminal device which can maintain a fixed voltage. An ideal voltage source can maintain the fixed voltage independent of the load resistance or the output current. However, a real-world voltage source cannot supply unlimited current. A voltage source is the dual of a current source. Real-world sources of electrical energy, such as batteries and generators, can be modeled for analysis purposes as a combination of an ideal voltage source and additional combinations of impedance elements.

Voltage divider

In electronics, a voltage divider (also known as a potential divider) is a passive linear circuit that produces an output voltage (Vout) that is a fraction of its input voltage (Vin). Voltage division is the result of distributing the input voltage among the components of the divider. A simple example of a voltage divider is two resistors connected in series, with the input voltage applied across the resistor pair and the output voltage emerging from the connection between them.

Current source

A current source is an electronic circuit that delivers or absorbs an electric current which is independent of the voltage across it. A current source is the dual of a voltage source. The term current sink is sometimes used for sources fed from a negative voltage supply. Figure 1 shows the schematic symbol for an ideal current source driving a resistive load. There are two types. An independent current source (or sink) delivers a constant current. A dependent current source delivers a current which is proportional to some other voltage or current in the circuit.

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