Este documento describe el análisis de circuitos en corriente continua, incluyendo ecuaciones de malla y nodo, teorema de superposición, equivalentes de Thevenin y Norton, y máxima transferencia de potencia. La máxima transferencia de potencia ocurre cuando la resistencia de carga es igual a la resistencia de Thevenin, permitiendo que la fuente transfiera la mayor cantidad de potencia posible a la carga.

1. CAPÍTULO 3
ANÁLISIS DE CIRCUITOS EN CORRIENTE CONTINUA
Análisis de circuitos en DC

2. CONTENIDO CAPITULO 3:
ANÁLISIS DE CIRCUITOS EN CORRIENTE CONTINUA
3.1 Ecuaciones de malla.
3.2 Ecuaciones de nodo.
3.3 Teorema de superposición.
3.4 Equivalenstes de Thevenin y Northon.
3.5 Máxima transferencia de Potencia

3. MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA

4. INTRODUCCION
• La máxima transferencia de potencia
permite conocer el valor de la carga
con la cual la fuente suministra la
máxima potencia.
𝑉𝑆
𝑅𝑆
Carga
A
B
+
-
• Cuando una fuente o un circuito se
conectan a una carga cualquiera es
deseable que tal fuente o circuito pueda
transmitir la mayor cantidad de potencia
a la carga que la recibe.

5. En la figura se muestra un circuito equivalente
de Thevenin con su resistencia y su carga de
salida.
Cuando RL = RTH, la potencia máxima posible
se transfiere desde la fuente de voltaje hasta
RL con un valor dado de VTH.
A
B
𝑅𝑇𝐻
𝑉𝑇𝐻
𝑅𝐿
+
-
ASPECTOS CONCEPTUALES

6. Al conectar esta carga aparece un voltaje de carga VL
y una corriente de carga IL entre A y B.
𝑉𝑇𝐻
𝑅𝑇𝐻
Carga
A
B
+
-
A
B
𝑅𝑇𝐻
𝑉𝑇𝐻 𝑅𝐿
+
-
𝐼𝐿
+
-
𝑉𝐿
ASPECTOS CONCEPTUALES

7. A
B
𝑅𝑇𝐻
𝑉𝑇𝐻 𝑅𝐿
+
-
+
-
𝑉𝐿
𝑉𝐿 = 𝑉𝑇𝐻
𝑅𝐿
𝑅𝑇𝐻 + 𝑅𝐿
𝑃𝐿 =
𝑽𝑳
2
𝑅𝐿
𝑃𝐿 =
𝑉𝑇𝐻
𝑅𝐿
𝑅𝑇𝐻 + 𝑅𝐿
2
𝑅𝐿
Cálculo de la Potencia de Carga (PL) en base al voltaje de carga (VL):
𝑃𝐿 = 𝑉𝑇𝐻
2 𝑅𝐿
(𝑅𝑇𝐻 + 𝑅𝐿)2
ASPECTOS CONCEPTUALES

8. 𝐼𝐿 =
𝑉𝑇𝐻
𝑅𝑇𝐻 + 𝑅𝐿
𝑃𝐿 = 𝑰𝑳
𝟐
𝑅𝐿
𝑃𝐿 =
𝑉𝑇𝐻
𝑅𝑇𝐻 + 𝑅𝐿
2
𝑅𝐿
Cálculo de la Potencia de carga (PL) en base a la
corriente de carga (IL).
A
B
𝑅𝑇𝐻
𝑉𝑇𝐻 𝑅𝐿
+
-
𝐼𝐿
ASPECTOS CONCEPTUALES

9. • Como se puede apreciar en la
gráfica la potencia absorbida (es una
función cuadrática) que alcanza un
máximo.
• Este valor máximo se calcula
derivando la potencia e igualando a
cero, con lo cual se encuentra que la
potencia tendrá un máximo cuando:
RTH=RL
𝑃𝐿(𝑚𝑤)
𝑃𝐿 𝑀𝐴𝑋
𝑅𝐿(Ω)
𝑅𝑇𝐻(Ω)
ASPECTOS CONCEPTUALES

10. 𝑉𝐿 = 𝑉𝑇𝐻
𝑅𝐿
𝑅𝑇𝐻 + 𝑅𝐿
Dado que estás dos resistencias son iguales, por
divisor de voltaje se tiene que:
𝑉𝐿 = 𝑉𝑇𝐻
𝑅𝑇𝐻
𝑅𝑇𝐻 + 𝑅𝑇𝐻
𝑉𝐿 =
1
2
𝑉𝑇𝐻
A
B
𝑅𝑇𝐻
𝑉𝑇𝐻 𝑅𝐿
+
-
𝐼𝐿
+
-
𝑉𝐿
𝐼𝐿 =
𝑉𝑇𝐻
𝑅𝑇𝐻 + 𝑅𝐿
𝐼𝐿 =
𝑉𝑇𝐻
𝑅𝑇𝐻 + 𝑅𝑇𝐻
𝐼𝐿 =
𝑉𝑇𝐻
2𝑅𝑇𝐻
ASPECTOS CONCEPTUALES
RTH = RL
El voltaje máximo en VL es la mitad de VTH:

11. En caso de la Potencia Máxima Transferida será:
𝑃𝐿 =
𝑉𝐿
2
𝑅𝐿
𝑃𝐿 =
(
1
2
𝑉𝑇𝐻)2
𝑅𝑇𝐻
𝑷𝑳 =
𝑽𝑻𝑯
𝟐
𝟒𝑹𝑻𝑯
A
B
𝑅𝑇𝐻
𝑉𝑇𝐻 𝑅𝐿
+
-
𝐼𝐿
+
-
𝑉𝐿
𝑃𝐿 = 𝐼𝐿
2
𝑅𝐿
𝑷𝑳 =
𝑽𝑻𝑯
𝟐
𝟒𝑹𝑻𝑯
𝑃𝐿 =
𝑉𝑇𝐻
2𝑅𝑇𝐻
2
𝑅𝑇𝐻
ASPECTOS CONCEPTUALES
RTH = RL
𝑉𝐿 =
1
2
𝑉𝑇𝐻 𝐼𝐿 =
𝑉𝑇𝐻
2𝑅𝑇𝐻

12. Determine la potencia suministrada a la
carga del circuito de la figura con cada
uno de los siguientes valores de
resistencia de carga:
a) 0Ω
b) 25Ω
c) 50Ω
d) 75Ω
e) 100Ω
f) 125Ω
g) Grafique la curva de
transferencia de carga
A
B
𝑉𝑆
EJEMPLO

13. 𝐼𝐿 =
𝑉𝑆
𝑅𝑆 + 𝑅𝐿
𝐼𝐿 =
12𝑣
100Ω + 0Ω
𝐼𝐿 = 120𝑚𝐴
𝑃𝐿 = 𝐼𝐿
2
𝑅𝐿
𝑃𝐿 = 0mW
A
B
𝑉𝑆
𝑅𝐿 = 0Ω
SOLUCIÓN
a) 0 Ω

14. 𝐼𝐿 =
𝑉𝑆
𝑅𝑆 + 𝑅𝐿
A
B
𝑉𝑆
𝑅𝐿 = 25Ω
SOLUCIÓN
b) 0 Ω
𝐼𝐿 =
12𝑣
100Ω + 25Ω
𝐼𝐿 = 96𝑚𝐴
𝑃𝐿 = 𝐼𝐿
2
𝑅𝐿
𝑃𝐿 = 96𝑚𝐴 2
(25Ω)
𝑃𝐿 = 230.4mW

15. 𝐼𝐿 =
𝑉𝑆
𝑅𝑆 + 𝑅𝐿
A
B
𝑉𝑆
𝑅𝐿 = 50Ω
SOLUCIÓN
c) 50 Ω
𝑃𝐿 = 𝐼𝐿
2
𝑅𝐿
𝐼𝐿 =
12𝑣
100Ω + 50Ω
𝐼𝐿 = 80𝑚𝐴
𝑃𝐿 = 80𝑚𝐴 2
(50Ω)
𝑃𝐿 =320mW

16. 𝐼𝐿 =
𝑉𝑆
𝑅𝑆 + 𝑅𝐿
A
B
𝑉𝑆
𝑅𝐿 = 75Ω
SOLUCIÓN
d) 75 Ω
𝑃𝐿 = 𝐼𝐿
2
𝑅𝐿
𝐼𝐿 =
12𝑣
100Ω + 75Ω
𝐼𝐿 = 68.57𝑚𝐴
𝑃𝐿 = 68.57𝑚𝐴 2
(75Ω)
𝑃𝐿 = 352.63mW

17. 𝐼𝐿 =
𝑉𝑆
𝑅𝑆 + 𝑅𝐿
A
B
𝑉𝑆
𝑅𝐿 = 100Ω
SOLUCIÓN
e) 100 Ω
𝑃𝐿 = 𝐼𝐿
2
𝑅𝐿
𝐼𝐿 =
12𝑣
100Ω + 100Ω
𝐼𝐿 = 60𝑚𝐴
𝑃𝐿 = 60𝑚𝐴 2
(100Ω)
𝑃𝐿 = 360mW

18. 𝐼𝐿 =
𝑉𝑆
𝑅𝑆 + 𝑅𝐿
A
B
𝑉𝑆
𝑅𝐿 = 100Ω
SOLUCIÓN
f) 125 Ω
𝑃𝐿 = 𝐼𝐿
2
𝑅𝐿
𝐼𝐿 =
12𝑣
100Ω + 125Ω
𝑃𝐿 = 53.33𝑚𝐴 2
(125Ω)
𝑃𝐿 = 355.51mW
𝐼𝐿 = 53.33𝑚𝐴

19. Resistencia
RL (Ω)
Potencia
PL (mW)
0Ω 0mW
25Ω 230.4mW
50Ω 320mW
75Ω 352.63mW
100Ω 360mW
125Ω 355.51mW
SOLUCIÓN