6.8: Resumen

En este capítulo hemos examinado varias técnicas y teoremas nuevos para ayudar con el análisis de los circuitos eléctricos de CC. Comenzando con modelos más prácticos para fuentes de voltaje y corriente, agregamos una resistencia interna que establece límites en la salida máxima de la fuente. Para una fuente de voltaje, esta resistencia está en serie, siendo su valor ideal un corto. Para las fuentes de corriente, la resistencia está en paralelo, siendo su valor ideal un abierto.

Las conversiones de fuente nos permiten crear una fuente de corriente equivalente para cualquier fuente de voltaje práctica y viceversa. Una fuente equivalente es aquella que creará el mismo voltaje a través (y corriente en) lo que sea que la nueva fuente esté conectada como lo hizo la fuente original. En algunos casos, este intercambio permite combinar diferentes fuentes en una sola fuente, simplificando el análisis.

El teorema de superposición establece que, para cualquier red bilateral lineal multifuente, las contribuciones de cada fuente pueden determinarse independientemente de todas las demás fuentes, siendo el resultado final la suma de las contribuciones, conocimiento de las direcciones de corriente y polaridades de voltaje. Así, el circuito original de\(N\) fuentes genera\(N\) nuevos circuitos, uno por cada fuente bajo consideración y con todas las demás fuentes reemplazadas por su resistencia interna ideal.

Los teoremas de Thévenin y Norton permiten la simplificación de redes complejas de puertos simples lineales (es decir, dos puntos de conexión). El equivalente Thévenin consiste en una fuente de voltaje con una resistencia en serie mientras que el equivalente Norton consiste en una fuente de corriente con una resistencia paralela. Estos equivalentes, al reemplazar el subcircuito original, crearán el mismo voltaje a través del resto del circuito con el mismo consumo de corriente. Es decir, el resto del circuito no verá diferencia entre ser impulsado por el subcircuito original o bien por los equivalentes Thévenin o Norton.

El teorema de transferencia de potencia máxima establece que para una fuente de voltaje simple con una resistencia interna que impulsa una sola carga de resistencia, la potencia de carga máxima se logrará cuando la resistencia de carga sea igual a la resistencia interna. En este punto, la eficiencia será del 50%. Si la resistencia de carga es mayor que la resistencia interna, la potencia de carga no será tan grande, sin embargo, la eficiencia del sistema aumentará.

Las conversiones Delta-Y permiten la generación de redes de resistencias equivalentes de “tres puntos de conexión”. Las redes de resistencias con tres elementos en forma de triángulo o delta (con un punto de conexión en cada esquina) se pueden convertir en una red de tres elementos en forma de Y o T, o viceversa. Las dos versiones se comportarán de manera idéntica al resto del circuito. Esto permite la simplificación de algunos circuitos y facilita el análisis.

Preguntas de revisión

1. Definir el término red bilateral lineal.

2. ¿Cuáles son las resistencias internas ideales de las fuentes de voltaje y las fuentes de corriente?

3. Describa el proceso de conversión de una fuente de voltaje en una fuente de corriente, y viceversa.

4. En general, describir el proceso de usar superposición para analizar un circuito multifuente.

5. ¿Qué indican los teoremas de Thévenin y Norton? ¿Cómo se relacionan?

6. ¿Qué afirma el teorema de transferencia de potencia máxima? ¿Cómo podría usarse con los teoremas de Thévenin o Norton?

7. ¿Qué son las configuraciones delta e Y? ¿Cómo se relacionan?