Teorema de Máxima Transferencia de Potencia

¿Qué dice el teorema de máxima transferencia de potencia?

“La potencia máxima será entregada a la carga cuando la resistencia de carga RL sea igual a la resistencia interna de la fuente Ri”

Pero, ¿por qué esto es así?

Las fuentes de voltaje reales tienen el circuito equivalente como la de la imagen inferior, donde V = I x Ri + VL.

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 la fuente.

Si la caída en la resistencia interna Ri es pequeña (el caso de la fuente de tensión nueva con Ri pequeña) casi todo el voltaje aparece en la carga.

Si en el circuito 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 Ri y RL son iguales, solo la mitad de la tensión original aparece el la carga (RL). La potencia en RL será: P = Ix RL = 1.52 x 8 = 18 watts (vatios), lo que significa que en la resistencia interna se pierde la misma potencia.

Teorema de Máxima Transferencia de Potencia

Resistencia interna de fuente de tensión / voltaje

Si ahora se aumenta o 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

Para obtener la máxima transferencia de potencia, la resistencia de carga debe adaptarse a la resistencia interna en las fuentes de voltaje.

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