Máxima transferencia de potencia
Queremos determinar la potencia consumida por una resistencia en un circuito y cuál ha de ser el valor de dicha resistencia para que dicha potencia sea máxima.
Potencia disipada en RL:
[1] 
¿Para qué valor de RL será máxima la potencia?
Como RN = RTH, también RL = RN
La resistencia que disipa Pmax entre dos terminales es la resistencia del circuito equivalente Thévenin o Norton.
¿Cuál es la potencia máxima transferida?
Debe elegirse: 
O también conocido el equivalente Norton:
Eligiendo RL = RN
TEOREMA DE MÁXIMA TRANFERENCIA DE POTENCIA
Muchas aplicaciones de circuitos requieren que la máxima potencia disponible de una fuente se transfiera a un resistor de carga Rccomo ya se sabe un circuito A puede reducirse a su equivalente de Thévenin.
El problema general de la transferencia de potencia puede examinarse en términos de la eficiencia y la economía. Los sistemas eléctricos se diseñan para llevar la potencia a la carga con la mayor eficiencia, al reducir las pérdidas en las líneas de potencia. Por ello, el esfuerzo se centra en reducir RTH que representaría la resistencia de la fuente más la de la línea. Por eso resulta atractiva la idea de usar líneas superconductoras que no ofrezcan resistencia para transmitir potencia. (Dorf & Svoboda, 2006, pág. 170)
Circuito 153. Resistencia Rc unida al Circuito A.
El circuito A es un circuito que contiene resistencias, fuentes independientes, fuentes dependientes. La resistencia Rc representa la carga.
Un equivalente Thévenin sustituye al circuito A. Donde Vf(t) es la fuente de tensión de Thévenin.
Circuito 154. Resistencia Rc unida al circuito equivalente Thévenin.
Por lo tanto tendremos:
Suponiendo que vf(t) y RTH son constantes para una fuente dada, la potencia máxima será función deRc. Para calcular el valor de Rcque maximiza la potencia, se usa el cálculo diferencial para determinar el valor de Rc para el que la derivada es igual a cero. (Dorf & Svoboda, 2006, pág. 171)
La derivada es cero cuando
El teorema de la máxima transferencia de potencia establece que la potencia máxima entregada por una fuente representada por su circuito equivalente de Thévenin se alcanza cuando la cargaRc=RL=RTH. (Dorf & Svoboda, 2006, pág. 171)
Gráfica 56. RL versus VL, IL.
Teorema de máxima transferencia de potencia
Las fuentes de voltaje reales tienen el circuito equivalentede la fugura de abajo, donde V = I x Ri + VL
Si el valor de Ri (resistencia interna en las fuentes dealimentación) es alto, en la carga aparecerá solamente una pequeña parte del voltaje debido a la caída que hay en la resistencia interna de la fuente. Si la caída en la resistencia interna es pequeña (el caso de la fuentes de tensión nuevas con Ri pequeña) casi todo el voltaje aparece en la carga.
Si en el circuito anterior Ri = 8 Ohmios, RL = 8 Ohmios y V = 24 Voltios, entonces 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 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 igual
a la resistencia interna de la fuente Ri”
cuando la resistencia de carga RL sea igual
a la resistencia interna de la fuente Ri”
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