MAXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA

Las fuentes de voltaje reales tienen el siguiente circuito equivalente:

Si el valor de Ri (resistencia interna en las fuentes de alimentación) es alto, en la carga

aparecerá solamente una pequeña parte del voltaje debido a la caída que hay en la resistencia interna de

lafuente.

Si la caída en la resistencia interna es pequeña (el caso de las fuentes de tensión

nuevas con Ri pequeña) casi todo el voltaje aparece en la carga.

¿Cuál es la potencia que se entrega a la carga?

Si en el circuito anterior Ri = 8 Ohmios, RL = 8 Ohmios y V = 24 Voltios.

I = V / Ri + RL = 24 / 16 = 1.5 amperios

Esto significa que la tensión en RL es: VRL = I x R = 1.5 x 8 = 12 Voltios

Este dato nos dice que cuando la resistencia interna y RL son iguales solo la mitad de la tensión original

aparece el la carga (RL).

La potencia en RL será: P = I2 x RL = 1.52 x 8 = 18 Watts (vatios), lo que significa que en

la resistencia interna se pierde la misma potencia.

Si ahora se aumenta y disminuye el valor de la resistencia de carga y se realizan los

mismos cálculos anteriores para averiguar la potencia entregada a la carga se puede

ver que esta siempre es menor a los 18 Watts que se obtienen cuando RL =

Ri (recordar que Ri siempre es igual a 8 ohmios).

- Si RL = 4 ohmios I = V / Ri + RL = 24 / 12 = 2 amperios

P = I2 x RL = 22 x 4 = 16 Watts

- Si RL = 12 ohmios I = V / Ri + RL = 24 / 20 = 1.2 amperios

P = I2 x RL = 1.22 x 12 =17.28 Watts

Así se concluye que el teorema de máxima entrega de potencia dice:

“La potencia máxima será desarrollada en la carga cuando la resistencia de carga RL

sea iguala la resistencia interna de la fuente Ri"

Nota: Cuando es importante obtener la máxima transferencia de potencia, la

resistencia de carga debe adaptarse a la resistencia interna de la fuente de voltaje

MÉTODO DE CORRIENTES DE MALLAS

Existen métodos especiales, basados en las leyes de Kirchhoff, que facilitan la

resolución de circuitos complejos. El método de análisis de mallas se basa en la ley del

voltaje de Kirchhoff.

Se comienza por suponer que existen corrientes en los circuitos (o lazos) cerrados de

tal modo que al menos una corriente pasa por cada elemento. Eligiendo las corrientes

de esta manera, la ley de las corrientes de Kirchhoff se satisface de manera

automática.

En general:

Las ecuaciones del circuito pueden resolverse más fácilmente mediante el método de

los determinantes, dando como resultado los valores de las diferentes corrientes de

malla.

Consideremos otro ejemplo:

Las ecuaciones de malla son:

V1 y V2 no tienen por qué estar en fase, de modo que pueden expresarse como:

Para asignar las bases correctamente, hay que examinar las frases relativas en t = 0 y

asignar las direcciones (sentidos) de las corrientes de malla correspondientes.

Cuando los diversos generadores no tienen la misma frecuencia, el problema se reduce

a la superposición de movimientos oscilatorios, es decir, de varios circuitos idénticos

con un generador diferente en cada caso.

MÉTODO DE TENSIONES DE NODOS

Estas ecuaciones resultan de la aplicación de la ley de las corrientes de Kirchhoff a cada

uno de los nodos. De esta manera, la ley de los voltajes se satisface de manera

automática.

Los nodos se numeran, partiendo de cero para el punto cuyo potencial sirva de

referencia al circuito (por ejemplo, tierra). Si el potencial del nodo 0 se toma como 0,

entonces en 1:

donde V1 y V2 son los potenciales de los nodos 1 y 2, respectivamente. En 2

Resolviendo las dos ecuaciones anteriores, se obtienen los voltajes V1 y V2.

Este método es especialmente adecuado para el análisis práctico de circuitos, ya que

proporciona de una manera directa los voltajes aplicados a cada elemento de estos.