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06-Thevenin-Norton-Maxima-Transferencia-de-Potencia

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Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 99 
6. THÉVENIN, NORTON Y MÁXIMA 
TRANSFERENCIA DE POTENCIA 
 
6.1. INTRODUCCIÓN 
Figura 6-1 
La Figura 6-1 esquematiza el concepto básico del Teorema de Thévenin: “Dado un 
circuito lineal cualquiera N, para un par de terminales A y B de dicho circuito, es 
posible encontrar un circuito equivalente formado por una fuente de voltaje ideal en 
serie con una resistencia, de manera tal que ese circuito de dos terminales 
produzca los mismos valores de voltaje y corriente en esos terminales (conectados 
o no a otro circuito) que el circuito original”. La fuente de voltaje tendrá un valor 
conocido como Voltaje de Thévenin VTH y la resistencia tendrá un valor conocido 
como Resistencia de Thévenin RTH. 
Este teorema nos permite introducir un método de análisis de circuitos adicional: 
dividir el circuito original en componentes de dos puertos, que son equivalentes de 
Thévenin de una parte del circuito, los cuales se interconecten entre sí. Esto 
permite realizar cálculos más sencillos que con el circuito completo. Como se verá 
en los circuitos con inductancias o capacitancias, el análisis del comportamiento de 
corrientes y voltajes en circuitos de primer y segundo orden, mediante ecuaciones 
diferenciales, también se simplifica utilizando el equivalente de Thévenin entre los 
terminales de las capacitancias o inductancias, de las cuales se quieren analizar 
6. THÉVENIN, NORTON Y MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA 
 
100 Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 
los fenómenos transitorios, al utilizar las fórmulas encontradas para circuitos RC o 
RL, que están formados por una capacitancia o una inductancia en serie con una 
resistencia y una fuente de voltaje. 
Otra utilidad, probablemente la más importante de este concepto, es que teniendo 
este modelo es sencillo encontrar la máxima transferencia de potencia del circuito 
N a otro circuito conectado a los terminales A y B. 
Por lo estudiado en el capítulo de transformación de fuentes es evidente que el 
circuito equivalente de Thévenin se puede convertir también en circuito de dos 
terminales formado por una fuente de corriente en paralelo con una resistencia 
como se muestra en la Figura 6-2. A este modelo se le conoce como equivalente 
de Norton, el cual se puede calcular transformando el equivalente de Thévenin o 
haciendo los cálculos directos como se hace para el equivalente de Norton. 
 
Figura 6-2 
6.2. CÁLCULO DEL EQUIVALENTE DE THÉVENIN 
Existen varios métodos para calcular el equivalente de Thévenin. Un método se 
basa en el uso de una fuente de prueba conectada entre los terminales A y B entre 
los cuales se desea obtener el equivalente, el cual permite obtener 
simultáneamente VTH y RTH. Otro método consiste en calcular por separado VTH y 
RTH aplicando varias técnicas. El cálculo del equivalente en estos casos implica la 
modificación del circuito original y el cálculo de corrientes, voltajes o resistencias 
equivalentes de los nuevos circuitos resultantes aplicando las técnicas 
tradicionales, como nodos, mallas, etc. 
(a) (b) 
Figura 6-3 
6.2. CÁLCULO DEL EQUIVALENTE DE THÉVENIN 
 
Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 101 
Adicionalmente a estos métodos basados en cálculos sobre los modelos de los 
circuitos, existe un método gráfico, de origen experimental. Hemos insistido en el 
hecho de que en un circuito de dos terminales nos interesa conocer la relación 
entre voltaje y corriente. En el caso de una resistencia, que es un elemento pasivo, 
por la ley de Ohm la relación entre voltaje y corriente es la resistencia R como se 
muestra en la Figura 6-5(a), en donde la pendiente de la recta es la resistencia. 
Esta recta tiene la forma y = ax + b. Siendo y el voltaje, x la corriente, a la 
resistencia R y b el cruce por el eje y (con i=0), que en el caso de una resistencia 
es cero. En el caso de un equivalente de Thévenin, formado por una fuente de 
voltaje y una resistencia en serie la relación entre voltaje y corriente se muestra en 
la Figura 6-5(b). Como el elemento es lineal la relación entre voltaje y corriente es 
una recta de la forma y = ax + b, pero en este caso por ser un elemento activo, el 
valor de b ya no es cero, sino que vale Vth. De manera que teniendo datos 
experimentales de voltaje contra corriente entre los dos terminales se puede 
encontrar el equivalente de Thévenin encontrando el cruce por el eje y para 
encontrar el voltaje de Thévenin VTH, y la pendiente de la recta, para conocer la 
resistencia de Thévenin RTH. Dependiendo del circuito, el valor del voltaje de 
Thévenin VTH puede ser positivo o negativo. 
Figura 6-4 
Una vez tenemos la curva V-I el método gráfico es fácil de aplicar. ¿Pero como 
obtener estos datos experimentalmente si no nos dan la tabla? Existen distintas 
formas de hacer esto. Si sabemos que el circuito tiene elementos activos podemos 
poner distintas resistencias (o una resistencia variable, o una década de 
resistencias) entre los terminales a y b y medir los valores resultantes de voltaje y 
corriente. Si el circuito no tiene elementos activos debemos poner una fuente de 
voltaje que podamos variar para obtener distintas mediciones de voltaje y corriente. 
Como puede ocurrir que no sepamos lo que existe al interior de un circuito dado, 
podemos hacer un montaje experimental que contenga una fuente de voltaje en 
serie con la resistencia variable. Para mejorar los cálculos es bueno tener en 
cuanta la resistencia interna de la fuente de voltaje, así como la resistencia interna 
de los equipos de medición del voltaje. Este montaje se puede apreciar en la 
Figura 6-6. en donde Rm representa la resistencia interna del voltímetro, Rv la 
resistencia variable y Vv la fuente de voltaje variable. 
6. THÉVENIN, NORTON Y MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA 
 
102 Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 
6.3. MÉTODO DE FUENTE DE PRUEBA VAB 
 
Figura 6-5 
La Figura 6-5 muestra el método de la fuente de prueba en la cual al conectar la 
fuente de voltaje abv entre los terminales A y B de cualquiera de los dos circuitos 
(a) y (b) se debe producir la misma corriente abi , dado que los dos circuitos son 
equivalentes. De la Figura 6-5.b tenemos: 
abTHTHab iRVv ⋅+= 
Por tanto para encontrar el equivalente debemos calcular sobre el circuito original 
(Figura 6-5.a) abv en función de iab, de manera que nos de una expresión de la 
forma: 
abxxab iRVv ×+= 
y por comparación se tiene que: 
xTH
xTH
RR
VV
=
=
 
Por supuesto que el cálculo de xV y xR requiere la aplicación de técnicas de 
análisis de circuitos para encontrar la expresión deseada. 
6.4. CONSECUENCIAS DEL MÉTODO DE FUENTE DE PRUEBA 
 
Figura 6-6 
6.5. MÉTODO DE VOLTAJE DE CIRCUITO ABIERTO Y RESISTENCIA EQUIVALENTE 
 
Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 103 
Si en la Figura 6-6.b dejamos el circuito abierto se tiene que la corriente iab es cero 
y por tanto la ecuación vab = VTH + RTH * iab se transforma en: 
( ) ocTHabab vViv === 0 
en donde ocv es el voltaje de circuito abierto, como se muestra en la Figura 6-6.a. 
Por otra parte, si en la figura 3.b quitamos la fuente de voltaje de Thévenin 
(haciendo VTH = 0), se tiene que la ecuación vab = VTH + RTH * iab se transforma en: 
( )
( )
eq
ab
THab
TH
abTHTHab
R
i
VvR
iRVv
=
=
=
⋅==
0
0
 
de manera que la resistencia equivalente eqR vista desde los terminales A y B es 
igual a la resistencia de Thévenin THR . Si no hay fuentes dependientes la 
resistencia de Thévenin es tan solo la resistencia entre A y B calculada al quitar las 
fuentes del circuito resistencia equivalente como se muestra en la figura 4.b: 
ab
ab
eqTH i
vRR == 
6.5. MÉTODO DE VOLTAJE DE CIRCUITO ABIERTO Y RESISTENCIA EQUIVALENTE 
De lo anterior se deduce el otro método para calcular el equivalente de Thévenin: 
calcular el voltaje de circuito abierto ocv que será igual al voltaje de Thévenin y 
luego calcular la resistencia equivalenteeqR entre A y B, que será la resistencia de 
Thévenin THR . 
Para calcular el voltaje de circuito abierto ocv se dejan todas las fuentes, 
(independientes e dependientes) del circuito original de la figura 3.a y se calcula la 
caída de voltaje entre los nodos A y B en circuito abierto. 
Para calcular la resistencia equivalente eqR entre A y B se apagan todas las 
fuentes independientes y se analiza una de estas dos posibilidades: 
Si no hay fuentes dependientes la resistencia equivalente eqR entre A y B es el 
equivalente resistivo entre los terminales A y B calculada por medio de 
transformaciones de resistencias serie, paralelo o delta-estrella. 
Si hay fuentes dependientes se dejan tales fuentes, se pone una fuente de prueba 
entre A y B, como se muestra en la figura 4.b y se calcula la resistencia equivalente 
como 
ab
ab
eq i
vR = . 
6. THÉVENIN, NORTON Y MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA 
 
104 Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 
6.6. CÁLCULO DEL EQUIVALENTE DE NORTON 
 
Figura 6-7 
Como se explicó en la introducción el equivalente de Norton mostrado en la Figura 
6-7.b se puede obtener a partir del equivalente de Thévenin aplicando 
transformación de fuentes Figura 6-8. Sin embargo, existen métodos similares a los 
del equivalente de Thévenin para encontrar el equivalente de Norton sin pasar por 
el equivalente de Thévenin. 
 
Figura 6-8 
La principal manera de calcular el equivalente de Norton se muestra en la Figura 
6-8.a, en la cual vemos que para la Figura 6-8.b se tiene: 
N
N
ab
ab IR
vi −= 
de manera que como se hizo para el caso de Thévenin, al calcular en el circuito de 
la Figura 6-8.a abi en función de abv nos de una expresión de la forma: 
x
x
ab
ab IR
vi −= 
y por comparación se tiene que: 
xN II = 
xN RR = 
6.6. CÁLCULO DEL EQUIVALENTE DE NORTON 
 
Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 105 
 
Figura 6-9 
Si en el circuito original N se hace un corto circuito entre los terminales A y B como 
se muestra en la Figura 6-9.a, se tiene que 0=abv , y por lo tanto la ecuación para 
abi para la Figura 6-9.b se convierte en: 
Nab Ii −= 
y la ecuación para abi para la Figura 6-8.a se convierte en: 
xab Ii −= 
Como Ix es la corriente entre A y B al hacer el corto circuito (Figura 6-9.a) esta 
corriente se denomina la corriente de corto circuito sci . 
De manera que: 
scNX iII == 
Esto significa que para calcular el valor de la fuente de corriente del equivalente de 
Norton (Figura 6-9.b) se calcula la corriente de corto circuito sci , haciendo un corto 
entre los terminales A y B del circuito original N (Figura 6-9.a). Luego se calcula la 
resistencia de Norton de la misma manera que se calculó la de Thévenin: se 
apagan las fuentes independientes y se calcula la resistencia equivalente. 
N
N
ab
ab IR
vi −= 
con 0=NI , de manera que 
iab = vab / RN 
N
ab
ab
eq Ri
vR == 
Otra relación importante que se desprende de todo lo anterior es: 
sc
oc
NTH i
vRR == 
6. THÉVENIN, NORTON Y MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA 
 
106 Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 
6.7. MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA 
(a) (b) 
Figura 6-10 
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. La Figura 6-10 
.a muestra un equivalente de Thévenin de un circuito cualquiera (a la izquierda de 
AB) conectado a una carga cualquiera. Al conectar esta carga aparece un voltaje 
Vc y una corriente Ic entre los nodos A y B. Para determinar las condiciones en las 
cuales se presenta máxima transferencia de potencia de un circuito a otro vamos a 
considerar dos casos: el primero en el cual solo hay una carga resistiva, y el 
segundo en el cual la carga puede tener elementos pasivos y activos. 
6.8. MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA CON CARGA RESISTIVA 
En el caso particular de que la carga sea una resistencia Rc (Figura 6-10 
.b) tendremos: 
( )
( )2
2
2
Cth
C
th
C
C
CC
Cth
C
thC
RR
R
V
R
V
RP
RR
R
VV
+
==
+
=
 
La Figura 6-13 muestra la variación de la potencia absorbida por la carga Pc en 
función de Rc. 
 
Figura 6-11 
6.9. MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA CON CARGA ARBITRARIA 
 
Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 107 
Como se puede apreciar en la gráfica la potencia absorbida –que es una función 
cuadrática- 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: 
Cth RR = 
de manera que para que haya máxima transferencia de potencia desde el circuito a 
la izquierda de AB (representado por su equivalente de Thévenin) se debe tener 
que la resistencia de la carga sea igual a la resistencia de Thévenin. 
Adicionalmente, dado que estás dos resistencia son iguales, por divisor de voltaje 
se tiene que el voltaje máximo en Vc es Vcmax es la mitad de Vth: 
th
thth
th
th
Cth
C
thC VRR
R
V
RR
R
VV
2
1
=
+
=
+
= 
thC VV 2
1
= 
En este caso la potencia máxima transferida será: 
th
th
th
th
C
C
C R
V
R
V
R
V
P
4
2
1
2
2
2
max
max =
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
== −− 
th
th
C R
V
P
4
2
max =− 
6.9. MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA CON CARGA ARBITRARIA 
Si el circuito de carga conectado es una carga arbitraria, que no es necesariamente 
una resistencia, la condición para máxima transferencia sigue siendo que Vcmax = 
Vth/2, aunque la resistencia de carga sea diferente de Rth. Para ver que esto es 
así veamos las ecuaciones del circuito de la Figura 6-10.a: 
th
Cth
C R
VVI −= 
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛ −
==
th
Cth
CCCC R
VVVIVP 
th
C
th
Cth
C R
V
R
VVP
2
−
⋅
= 
02 =−=
th
C
th
th
C
C
R
V
R
V
dV
dP
 
De donde se tiene que: 
2/max thC VV =− 
6. THÉVENIN, NORTON Y MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA 
 
108 Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 
De manera que si queremos que haya máxima transferencia de un circuito 
representado por su equivalente de thévenin a otro circuito se debe tener que el 
voltaje en la unión de los dos circuitos sea la mitad del voltaje de thévenin, lo cual 
se debe logra variando los parámetros internos del circuito arbitrario conectado 
(variar, los valores de las fuentes o de las resistencias por ejemplo). 
La potencia máxima transferida por el circuito será: 
th
Cth
C R
VVI maxmax −−
−
= 
( ) ⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛ −
=⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛ −
== −−−−−
th
thth
th
th
Cth
CCCC R
VV
V
R
VV
VIVP
2/
2/maxmaxmaxmaxmax 
th
th
C R
V
P
4
2
max =− 
Como se ve es el mismo valor encontrado en el caso puramente resistivo. De 
manera que sin importar el circuito de carga conectado, la máxima transferencia de 
potencia está dada exclusivamente por el equivalente de thévenin: 
th
th
C R
VP
4
2
max =− 
Ejemplo 6-1. Calculo del Equivalente de Thévenin por tres métodos. 
Para el circuito de la Figura 6-12 calcular el equivalente de thévenin entre los 
nodos a y b por los siguientes métodos: 
a. Con fuente de prueba. 
b. Encontrando Voc y Rt por separado. 
c. Encontrando Voc, Isc y Rt por separado (no hay que volver Voc pues ya lo 
hizo en la parte (b). 
Figura 6-12 
Solución 
Para simplificar el circuito usamos transformación de fuentes: 
6.9. MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA CON CARGA ARBITRARIA 
 
Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 109 
 
a) b) 
 
c) 
 
Parte a) 
Primero ponemos una fuente de prueba Ix y calculamos Vx en función de Ix. 
 
Hacemos KCL en el nodo a: 
0
2
)(
=−+
−+
R
VxIx
R
VxVoRIo
 
032)( =−++ VxRIxVoRIo 
0
3
2
3
=⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡+⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡ +=
RIxVoRIoVx 
Así que 
⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡=
⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡ +=
3
2
3
RRt
VoRIoVt
 
Parte b) 
Primero calculamos el voltaje de circuito abierto Voc. 
6. THÉVENIN, NORTON Y MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA 
 
110 Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 
 
Hacemos divisor de voltaje: 
( )
32
VoRIoVoRIo
RR
RVoc +=+⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛+
= 
Ahora calculamos Rt apagando fuentes (por lo que no hay fuentes controladas): 
3
2
2
2 R
RR
RRRt =⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡
+
⋅
= 
Parte c) 
Primero calculamos la corriente de corto circuito Isc: 
R
VoRIoIsc
2
+
= 
Ahora calculamos Rt a partir de Voc (que ya se calculó) y de Isc: 
3
2
2
3 R
R
VoRIo
VoRIo
Isc
VocRt =
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ +
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ +
== 
Ejemplo 6-2. Equivalente de Thévenin de circuito con fuente controlada. 
Para el circuito de la Figura 6-13: 
a. Calcular el equivalente de Thévenin a la izquierda de los nodos a y b. 
6.9. MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA CON CARGA ARBITRARIA 
 
Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 111 
b. Si RL = R, conectar entre los terminales a y b y RL un circuito para que haya 
máxima transferencia de potencia por parte del circuito a la izquierda de a y 
b. 
c. Calcular el equivalente de Norton. 
 
Figura 6-13 
Solución 
Parte a) 
Colocamos una fuente de prueba para hallar el equivalente Thévenin, en el nodo a 
notamos que el voltaje es xab VV = 
 
Figura 6-14 
IabRVsVabVx
R
VsIab
R
Vx
Iab
R
Vx
R
Vs
Iab
R
Vx
R
VxVx
R
VxVs
⋅+==⇒−−=−
=+⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ ++−
=+⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ −+⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ −−+⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ −
7
3
7
3
3
7
0
3
111*
0
3
0
2
 
El equivalente queda 
Figura 6-15 
6. THÉVENIN, NORTON Y MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA 
 
112 Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 
Parte b) 
Para la condición de Máxima Transferencia de Potencia la resistencia de carga 
debe ser igual a R Thévenin por lo tanto lo que se hace es poner una resistencia 
en paralelo a la que ya tenemos de forma que se cumpla la condición. 
Figura 6-16 
RRa
RaRRaR
RaR
RaRR
RaRl
RaRlRRaRl
4
3
337
7
3*
7
3*
7
3||
=
+=⇒=
+
⇒=
+
⇒=
 
Parte c) 
 RRnRt
R
Vs
R
Vs
Rt
VtIn
7
3
7
3
7
3
===== 
Figura 6-17 
Ejemplo 6-3. Equivalente de Thévenin de circuito con amplificadores. 
Para el circuito de la Figura 6-18: 
a. Calcular el equivalente de Thévenin a la derecha de los nodos cd. 
b. Conectar el circuito a la derecha de cd al de la izquierda de ab de la Figura 
6-17 y calcular el valor de Vk requerido para que haya máxima transferencia 
de potencia al circuito de la derecha. 
6.9. MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA CON CARGA ARBITRARIA 
 
Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 113 
Figura 6-18 
Solución 
Parte a) 
 
Figura 6-19 
( )
RIabVkVab
R
VkVabIab
2
2
+−=
+
=
 
 
Figura 6-20 
6. THÉVENIN, NORTON Y MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA 
 
114 Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 
Parte b) 
Figura 6-21 
Para que halla Máxima Transferencia de Potencia, por parte del circuito de la 
izquierda se requiere que: 
R
Vk
R
Vs
R
VkVs
R
VkVm
R
VkVmIk
Vs
VsVocVm
228
3
2
14
3
22
)(
14
3
2
7
3
2
+=
+
=
+
=
−−
=
===
 
VsVsVsVk
VsVkVs
R
Vs
R
Vk
R
Vs
IkIs
R
Vs
R
Vs
R
Vs
R
VsVs
R
VmVs
Is
14
11
14
314
14143
2228
3
22
7
3
14
3
7
3
7
3
7
3
=
−
=
=+
=+
=
=−=
−
=
−
=
 
Ejemplo 6-4. Thévenin con fuente controlada. 
Para el circuito de la siguiente figura calcular el equivalente de Thévenin a la 
izquierda de los nodos a y b: 
a. Por el método de fuente de prueba ( ) abththabab IRVIV ⋅+= . 
b. Por el método de scoc iV . 
c. Por el método de fuente de prueba Voc y Rth (sin calcular Isc -cálculo directo 
de Rth). 
6.9. MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA CON CARGA ARBITRARIA 
 
Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 115 
Figura 6-22 
Solución 
Parte a) 
Figura 6-23 
Iab
kRR
RRVs
kRR
kRVab
IabRVs
R
kRVab
R
kR
IabR
R
VabVskRVabIabRIxkRVab
kIxVabIabRIxR
R
kIxVabIIabIx
R
VabVsIx
R
−+
+⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−+
−
=
+⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ −=⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ −+
+⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ −−=⇒+−=
+=+⇒
+
==+
−
=
21
2*1
21
2
2
1
2
1
21
2
1
*)2(2)2(
22
2
1
2
 
El equivalente queda 
Figura 6-24 
6. THÉVENIN, NORTON Y MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA 
 
116 Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 
Parte b) 
Figura 6-25 
( )
Vs
kRR
kRVoc
kRR
VskR
kRR
VskR
kRR
VskIxIxRVoc
kRR
VsIx
kIxIxRIxRVs
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−+
−
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−+
−=⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−+
−⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−+
=−=⇒
−+
=
=−++−
21
2
21
2
21
2
21
2
21
021
 
Figura 6-26 
2
02
1 R
kIxIr
R
VsIx +== 
21121
22
RR
kVs
R
Vs
R
Ixk
R
VsIrIxIscIscIrIx −=⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛−=−=⇒+= 
Vs
RR
kRIsc ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ −=
21
2
 
kRR
RR
Vs
RR
kR
Vs
kRR
kR
Isc
VocRth
−+
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ −
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−+
−
==
21
21
21
2
21
2
 
Parte c) 
En el anterior punto se hallo Voc el cual también se usa en este punto. ahora lo 
que hacemos es poner otra fuente de prueba y apagar la fuente Vs 
6.9. MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA CON CARGA ARBITRARIA 
 
Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 117 
Figura 6-27 
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ −+=
+
==+
−
===
1222
2
1
0Re
R
V
R
k
R
V
R
kIxVIrIIx
R
VIx
I
VqRth
 
V
RR
k
RR
V
R
VV
RR
k
R
IxV
RR
k
R
I ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ −+=⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛−−⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ −=−⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ −=
212
1
1
1
1212
1
212
1
 
kRR
RR
V
RR
k
RR
V
I
VRth
−+
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ −+
==
21
21
212
1
1
1
 
Ejemplo 6-5. Equivalente de Thévenin con transformador ideal. 
 
Figura 6-28 
El circuito de la (a) es el símbolo del transformador ideal con un número de vueltas 
n1 en la bobina primaria (izquierda) y n2 en la secundaria (derecha). 
La Figura 6-28(b) representa un modelo del mismo transformador ideal por medio 
de fuentes controladas, las cuales relacionan voltaje y corriente entre el lado 
primario y el lado secundario. Se quiere calcular el equivalente de Thévenin a la 
salida del secundario al conectar en el primario el circuito de la (c). 
6. THÉVENIN, NORTON Y MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA 
 
118 Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 
Solución 
Figura 6-29 
Para encontrar el equivalente de Thévenin del circuito desde el secundario (cd) 
ponemos una fuente de prueba de corriente Icd y calculamos el voltaje Vcd en 
función de dicha corriente: 
cdTHTHcdcd IRVIV ⋅+=)( 
KVL en cada malla primaria Relaciones de I y V en secundario 
00 =++− ppp VIRV 
00 =+⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛−+− s
cd
p kVk
I
RV 
00 =+−− cd
cdp kV
k
IR
V 
cd
p
cd Ik
R
k
V
V 2
0 += 
0=+− cds VV 
scd VV = 
scd II −= 
 
De lo anterior por comparación con cdTHTHcdcd IRVIV ⋅+=)( se tiene que: 
k
V
VTh
0= 
2k
R
R pTh = 
Como se muestra en la Figura 6-30 la resistencia que se ve en la salida del 
transformador (resistencia vista en el secundario) es igual a la resistencia del lado 
primario sobre el cuadrado de la relación de vueltas del transformador. Igualmente 
el voltaje visto desde el secundario es el voltaje aplicado al primario sobre la 
relación de vueltas. 
Este equivalente nos permite realizar cálculos desde el lado secundario 
olvidándonos de lo que está pasando en el primario, además de que simplifica el 
circuito pues se reduce la malla del lado primario. 
6.9. MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA CON CARGA ARBITRARIA 
 
Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 119 
Figura 6-30 
Ejemplo 6-6. Equivalente de Thévenin y Máxima transferencia de potencia. 
Para el circuito de la Figura 6-31, que tiene el equivalente de Thévenin (Vt, Rt) de 
algún circuito, calcular el valor de Ro para que exista máxima transferencia de 
potencia a la carga formada por Ro y Vo. 
Figura 6-31 
Para que exista máxima transferencia de potencia a la carga se requiere que el 
voltaje sobre ella sea la mitad del voltaje de Thévenin. 
RoRt
VoVtI
+
−
= 
RoRt
VoVtRtVtIRtVtVt
+
−
⋅−=⋅−=
2
 
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ −=
Vt
VoRtRo 21 
Ejemplo 6-7. Norton y Máxima transferencia de potencia. 
Para el circuito de la Figura 6-32 encontrar: 
a. Equivalente de Norton. 
6. THÉVENIN, NORTON Y MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA 
 
120 Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 
b. LR y la potencia respectiva para que exista máxima transferencia de 
potencia en LR . 
c. Cambiar por el circuito de la derecha y encontrar el valor de AV para 
máxima transferenciade potencia a dicho circuito. Ayuda: recordar que se 
debe cumplir que 
2
VocVA = . 
 
Figura 6-32 
Solución 
Parte a) 
Figura 6-33 
Ecuaciones de nodos: 
Nodo C: 
9
9
10
S
X
XS
XSX
I
I
II
III
=
=
=+
 
Nodo A: 
{ b
R
V
S
b
bXb
b
bX
IR
I
RV
IRIRV
R
V
II
T
C
0220
0220
2
0
0
0
9
10
10
10
+⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
+=
=+
43421
 
6.9. MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA CON CARGA ARBITRARIA 
 
Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 121 
Nodo B: Tierra 
 
2
20 9
10
RR
IRV
T
SC
=
=
 
S
S
T
b
SC IR
IR
R
V
I
9
10
9
10
2
20 === 
SSC
T
II
RR
9
10
2
=
=
 
El equivalente Norton obtenido se presenta en la Figura 6-34. 
Figura 6-34 
Parte b) 
Para ⇒=→ LT RRPmax 2RRL = 
Si S
SC
LL I
I
IRR
9
5
22
==⇒= 
=⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛===
2
22
max 9
5
SLSCLLL IRIRIRP
2
81
25
SL IR 
Parte c) 
Figura 6-35 
6. THÉVENIN, NORTON Y MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA 
 
122 Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 
SA
L
LALAC
S
LA
LALAC
AA
A
AAL
C
S
A
C
AL
C
S
IR
RR
RRRRRRV
I
RRR
RRRRRRV
RV
V
RRRR
V
I
V
V
RRR
V
I
9
10
2
9
10
2
1111
29
10
2
111
29
10
2
220
2
220
2
0
0
2
0
−⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛ ++
=
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
−⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛ ++
=
−⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
++=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ −+⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
+=
 
Reemplazando el valor de CV0 : 
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
−
++
=
−⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛ ++
=
−⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛ ++
=
A
L
LALAS
SA
L
LALAS
SA
L
LALA
S
A
R
R
RRRRRRI
IR
R
RRRRRRI
IR
RR
RRRRRRIR
V
2
9
5
9
10
9
5
9
10
2
9
10
22
22
2
22
2
 
6.10. SIMULACIONES 
6.10.1. THÉVENIN, NORTON Y MÁXIMA TRANSFERENCIA DE POTENCIA 
 
Figura 6-36 
6.10. SIMULACIONES 
 
Antonio José Salazar Gómez – Universidad de los Andes 123 
Descripción 
Esta simulación permite mostrar el método de cálculo del equivalente de Thévenin 
para un circuito dado y ver cómo se afecta la potencia suministrada a la resistencia 
de carga al variar esta última. Así es posible ver cómo la máxima transferencia de 
potencia ocurre cuando la resistencia de carga es igual a la resistencia de 
Thévenin. 
Uso educativo 
Esta simulación se presenta como un complemento a la clase presencial, para 
estudiantes de primeros semestres de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Mecánica. 
Una vez los estudiantes manejan los conceptos de potencia absorbida, resistencia 
equivalente, linealidad y voltaje de circuito abierto, es posible interactuar con la 
simulación cambiando los valores de las resistencias del circuito y la fuente para 
obtener su equivalente de Thévenin. Con este equivalente luego se cambia la 
resistencia de carga RC para ver sus efectos en la potencia de la carga y encontrar 
en dónde se produce la máxima transferencia de potencia. 
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