MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA:


Se ha defimnido la potencia como la velocidad de producción de tarabajo. Eléctricamente, la unidad de potencia es el vatio o watt (W). La relación de dependencia entre la potencia de c.c. (W) en una resistencia R, la tensión E entre los extremos de R, y la corriente I en R viene dada por las ecuaciones (M-1):

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El suministro de potencia eléctrica a una carga RL implica una fuente de alimentación E, y una red entre e y la resistencia de carga RL. Consideremos las relaciones potencia en un circuito sencillo que contiene un generador E de resistencia interna R y que entrega potencia a una resistencia de carga RL.

La corriente I en RL viene dada por (M-2):

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Aplicando la fórmula de la potencia I2 R es evidente que la porencia desarrollada en RL es (M-3):

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Si E es una fuente constante con resistencia interna fija R, ¿con qué valor de RL habrá la máxima transferencia de potencia desde E hasta RL? Un análisis matemático para hallar este valor requiere del uso del cálculo integral, pero siguiendo un método experimental se podrá determinar el valor de RL.

Supongamos que la tensión E es 100 V y que la resistencia R es 100 W. Supongamos también que toma una serie de valores como los indicados en la Tabla M.1. La potencia W, calculada por la fórmula (M-3), está también indicada en la Tabla M.1.

TABLA M.1. Valores experimentales.

RL 
(Ohmio) 
R + RL 
(Ohmio) 
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(Ohmio)
0
100
0
10
110
8,26
20
120
13,9
30
130
17,7
40
140
20,4
50
150
22,2
100
200
25
120
220
24,8
150
250
23,9
400
500
16
1.000
1.100
8,26
10.000 
10.000 
0,98
100.000 
100.100 
0,099

La tabla indica que cuando RL aumenta de 0 a 100 ohmios, el número de vatios disipados por RL aumenta desde 0 hasta un máximo de 25. Cuando RL aumenta de 100 a 100.000 ohmios, el número de vatios transferidos a RL disminuye desde 25 hasta 0,099.

En el circuito resulta que la máxima transferencia de potencia tiene lugar cuando la resistencia de la carga es igual a a la resistencia interna del generador. ¿Es válida esta conclusión para otros generadores E’, con resistencia interna R’, que transfieren potencia a una carga RL? La respuesta a esta pregunta se puede determinar tomando valores fortuitos de una tensión E’, una resistencia R’, variando la carga RL y luego calculando la potencia en RL. Nuevamente llegaremos al resultado de que la máxima potencia se transferirá a la carga cuando RL = R’, resistencia interna del generador.

Podemos pues enunciar la ley que rige la máxima tranferencia de potencia a una carga en un circuito de c.c.:

"Un generador transfiere la máxima potencia a una carga cuando la resistencia de ésta es igual a la resistencia interna del genrador."

Puesto que cualquier red de c.c., terminada en una resistencia de carga RL puede ser transformada en un circuito equivalente constituído por un generador Thévenin ETH , con una resistencia interna RTH que alimenta la resistencia de carga RL, la ley de máxima transferencia de potencia se puede generalizar como sigue:

"Cuando un red de c.c. está terminada po una resistencia de carga igual a sus resistencia de Thévenin, se desarrolla la máxima potencia en la resistencia de carga."

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