Teorema de máxima transferencia de potencia

Las fuentes de voltaje reales tienen el siguiente circuito equivalente:

 
 
 
 
 
 
 
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 es pequeña (el caso de la 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 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"



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.