Adaptación de impedancias para máxima transferencia de potencia

¿Por qué adaptar impedancias para máxima transferencia de potencia?

Antes de ver este tutorial se recomienda primero leer los tutoriales: Impedancia y Teorema Máxima transferencia de potencia.

En muchas ocasiones es necesario hacer una conexión entre dos equipos o un equipo y una carga con el propósito de pasar información de uno a otro. Hay dos opciones de acoplamiento:

• Para máxima transferencia de potencia o ..
  Para una tensión máxima en la señal a transmitir.

Acoplar impedancia para máxima transferencia de potencia

Acoplar impedancia significa lograr que la impedancia de salida de la fuente y la impedancia de entrada de la carga sean “iguales”. Se tiene que acoplar la impedancia de salida de una fuente de señal con la impedancia de entrada de la carga, de manera que exista una máxima transferencia de potencia y se minimice las reflexiones causadas por la carga.

Nota: cuando hay reflexiones, parte de la potencia de la señal que se desea transmitir, se regresa a la fuente. Estas reflexiones, si son muy grandes, podrían dañar la fuente de señal.

En un acoplamiento para la transmisión de señales de un gran ancho de banda y para evitar las reflexiones de la carga, la carga debe ser totalmente resistiva, y se debe acoplar perfectamente a la impedancia de la fuente (también totalmente resistiva).

Si se utiliza una línea de transmisión entre la fuente y la carga, entonces: Z_carga = Z_linea = Z_fuente

Donde:
– Z = impedancia
– Z_línea = impedancia característica de la línea de transmisión

Aunque, como ya se dijo antes, tanto la impedancia de la fuente como de la carga deben ser totalmente resistivas, siempre se mantiene el nombre de acople de impedancias para referirse a esta operación. La aparición de una reactancia, sea en la fuente o en la carga, causará que el acople no se logre.

Acople de impedancias reactivas

En el caso de que tanto la fuente como la carga sean reactivas, se puede hacer un acople de impedancia para una sola frecuencia (tomar en cuenta que la reactancia varía con la frecuencia).

Si la frecuencia de la señal se mantiene, también se logra minimizar las reflexiones y se logra máxima transferencia de potencia. Para adaptar impedancias, se utilizan combinaciones de inductores, condensadores y transformadores.

En el caso de los transformadores, estos tienen:

• En el bobinado con mayor número de vueltas, más impedancia y …
• En el bobinado con menor número de vueltas una impedancia menor

Acordarse de que en teoría la potencia de entrada a un transformador se transfiere a la salida (menos algunas pérdidas).