INTRODUCCION
Se ha definido la potencia como la velocidad de
producción de trabajo. 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 la siguiente
ecuación:
El teorema de máxima transferencia de potencia
fue originalmente malinterpretado (notablemente por Joule) para
sugerir que un sistema que consiste de un motor eléctrico
comandado por una batería no podría superar el 50%
de eficiencia pues, cuando las impedancias estuviesen adaptadas,
la potencia perdida como calor en la batería sería
siempre igual a la potencia entregada al motor.
En 1880, Edison (o su colega Francis Robbins Upton)
muestra que esta suposición es falsa, al darse cuenta que
la máxima eficiencia no es lo mismo que transferencia de
máxima potencia. Para alcanzar la máxima
eficiencia, la resistencia de la fuente (sea una batería o
un dínamo) debería hacerse lo más
pequeña posible.
Bajo la luz de este nuevo concepto, obtuvieron una
eficiencia cercana al 90% y probaron que el motor
eléctrico era una alternativa práctica al motor
térmico.
En el circuito resulta que la máxima
transferencia de potencia tiene lugar cuando la resistencia de la
carga es igual a la resistencia interna del generador.
OBJETIVOS
Determinar experimentalmente la
condición necesaria para hallar la Máxima
Transferencia de Potencia de un circuito
eléctrico.Conocer los fundamentos básicos
de este teorema.Analizar el comportamiento de un
circuito DC mediante la aplicación del principio de la
Máxima Transferencia de Potencia.
FUNDAMENTO
TEÓRICO
1. Enunciar la Ley que rige
la Máxima Transferencia de
Potencia.
Podemos enunciar la ley que rige la Máxima
Transferencia 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 generador."
Puesto que cualquier red de c.c., terminada en una
resistencia de carga RL puede ser transformada en un circuito
equivalente constituido por un generador Thévenin VTH, 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 por una
resistencia de carga igual a sus resistencia de Thévenin,
se desarrolla la máxima potencia en la resistencia de
carga."
2. Definir el rendimiento
de la
Transferencia de Potencia.
El rendimiento nos proporciona la relación entre
la potencia de entrada y la potencia de salida, es decir, entre
el trabajo aplicado y el trabajo obtenido. Por ejemplo, en el
caso de un transformador de corriente alterna, es la
relación entre la potencia de salida aplicada a la carga y
la potencia de entrada aplicada al transformador.
Ahora, determinaremos las condiciones en que obtendremos
el máximo rendimiento de nuestra fuente de
alimentación real, siendo el rendimientoigual a la relación
entre la potencia entregada a la resistencia de cargay la potencia entregada por
la fuente de tensión ideal
Donde podemos apreciar que obtenemos el rendimiento
máximo para
Por lo que si deseamos obtener el máximo
rendimiento del dispositivo que estamos diseñando, ya sea
una fuente de alimentación, un generador o un
transformador, tendremos que procurar que, la resistencia
internasea mucho
menor que la resistencia de carga O bien, que la resistencia de carga sea mucho mayor que la
resistencia interna
3. Describir el
procedimiento para determinar la resistencia interna de una
fuente de voltaje.
Para determinar la resistencia interna de
cualquier fuente de alimentación real, podemos hacerlo
mediante la medida de la tensión en circuito
abiertoy la
corriente de cortocircuito de forma que :
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