elec4

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Teoremas de red
4.1 INTRODUCCIÓN
Este capítulo presenta varios teoremas que se aplican en el campo de la electricidad y la elec-
trónica. No sólo pueden utilizarse para resolver redes como en el capítulo anterior, sino que tam-
bién permiten determinar el impacto de una fuente o elemento particular en la respuesta de todo
el sistema. En la mayoría de los casos, la red que se va a analizar y las matemáticas requeridas
para determinar la solución se simplifican. Todos los teoremas aparecen de nuevo en el análisis de
redes de ca. De hecho, la aplicación de cada teorema a redes de ca es muy similar en contenido a la
que se encuentra en este capítulo.
El primer teorema que se presentará es el de superposición, seguido de los teoremas de
Thévenin, de Norton, y del teorema de transferencia de potencia máxima. El capítulo concluye con
una breve introducción al teorema de Millman y de los teoremas de sustitución y reciprocidad.
4.2 TEOREMA DE SUPERPOSICIÓN
El teorema de superposición es sin duda uno de los más poderosos en este campo. Su aplicación
es tan amplia que a menudo muchas personas lo aplican sin darse cuenta de que las maniobras que
realizan son válidas sólo gracias a este teorema.
En general, el teorema se puede utilizar para efectuar lo siguiente:
• Analizar redes como las que se presentaron en el capítulo anterior con dos o más fuentes
que no están en serie o en paralelo.
• Revelar el efecto de cada fuente sobre una cantidad de interés en particular.
• Para fuentes de diferentes tipos (como las de cd y ca, las cuales afectan los parámetros de la
red de una manera diferente) y aplicar un análisis distinto a cada tipo, con el resultado total
que es simplemente la suma algebraica de los resultados.
Teoremas de red
• Familiarizarse con el teorema de superposición y su
capacidad única de separar el impacto de cada fuente
en la cantidad de interés.
• Ser capaz de aplicar el teorema de Thévenin para 
reducir cualquier red en serie-paralelo de dos
terminales con cualquier número de fuentes a una
sola fuente de voltaje y resistor en serie.
• Familiarizarse con el teorema de Norton y cómo se 
le puede utilizar para reducir cualquier red en
serie-paralelo de dos terminales con cualquier
número de fuentes a una sola fuente de corriente y
resistor en paralelo.
• Entender cómo aplicar el teorema de transferencia 
de potencia máxima para determinar la potencia
máxima suministrada a una carga y seleccionar 
una carga que recibirá la potencia máxima.
• Tener conocimiento del teorema de Millman
de reducción de potencias y de las poderosas
implicaciones de los teoremas de sustitución
y reciprocidad.
Objetivos
Th
44
�	�	�����	�����	�
• Para fuentes de diferentes tipos (como las de cd y ca, las cuales afectan los parámetros de lantes tipos (como las de cd y ca, las cuales afectan red de una manera diferente) y aplicar un análisis distinto a cada tipo, con el resultado totalred de una manera diferente) y aplicar un análisis distinto a cada tipo, con el resultado totaque es simplemente la suma algebraica de los resultados.que es simplemente la suma algebraica de los resultado 
134 ⏐⏐⏐ TEOREMAS DE RED
Las primeras dos áreas de aplicación se describen a detalle en esta sec-
ción. Las restantes se abordan en el análisis del teorema de superposición 
en la parte del texto correspondiente a ca.
El teorema de superposición estipula lo siguiente:
La corriente (o el voltaje) que fluye a través de cualquier elemento de
una red es igual a la suma algebraica de las corrientes o voltajes
producidos de forma independiente por cada fuente.
En otras palabras, este teorema nos permite determinar una corriente o voltaje
utilizando sólo una fuente a la vez. Una vez que tenemos la solución para cada
fuente, podemos combinar los resultados para obtener la solución total. El tér-
mino algebraica aparece en el enunciado del teorema porque las corrientes
producidas por las fuentes pueden ser de direcciones diferentes, al igual que
los voltajes resultantes pueden ser de polaridades opuestas.
Si tuviéramos que considerar los efectos de cada fuente, obviamente las
otras deberían quitarse. Establecer una fuente de voltaje en cero volts es
como colocar un cortocircuito a través de sus terminales. De modo que,
cuando se quite una fuente de voltaje de un esquema de red, reemplácela
con una conexión directa (cortocircuito) de cero ohms. Cualquier
resistencia interna asociada con la fuente debe permanecer en la red.
Establecer una fuente de corriente a cero amperes es como reemplazarla
con un circuito abierto. Por consiguiente,
cuando quite una fuente de corriente de un esquema de red, reemplácela
con un circuito abierto de ohms infinitos. Cualquier resistencia interna
asociada con la fuente debe permanecer en la red.
Los enunciados anteriores se ilustran en la figura 4.1.
Rint
E
Rint
I Rint Rint
FIG. 4.1
Eliminación de las fuentes de voltaje y corriente para la aplicación 
del teorema de superposición.
Th
Como el efecto de cada red se determinará de forma independiente, el
número de redes que se analizarán será igual al de las fuentes.
Si se va a determinar una corriente particular de una red, debe determinarse
la contribución de cada fuente a esa corriente. Cuando se ha determinado el
efecto de cada fuente, las corrientes que estén en la misma dirección se
suman, y las que tengan la dirección opuesta se restan; se debe determinar la
suma algebraica. El resultado total es la dirección de la suma más grande y
la magnitud de la diferencia.
Asimismo, si se va a determinar un voltaje particular de una red, debe de-
terminarse la contribución de cada fuente a dicho voltaje. Cuando se ha 
determinado el efecto de cada fuente, los voltajes con la misma polaridad 
se suman, y los de la polaridad opuesta se restan; se debe determinar la suma
algebraica. El resultado total tiene la polaridad de la suma más grande y la
magnitud de la diferencia.�����	�����	�
��	�se suman, y los de la polaridad opuesta se restan; se debe determinar la sumae la polaridad opalgebraica. El resultado total tiene la polaridad de la suma más grande y laalgebraica. El resultado total tiene la polaridad de la suma más grande y lamagnitud de la diferencia.magnitud de la dife
TEOREMA DE SUPERPOSICIÓN ⏐⏐⏐ 135
La superposición no puede aplicarse a efectos de potencia porque la po-
tencia está relacionada con el cuadrado del voltaje o la corriente a través de un
resistor. El término al cuadrado da por resultado una relación no lineal (una
curva, no una línea recta) entre la potencia y la corriente o voltaje determina-
dos. Por ejemplo, si se duplica la corriente a través de un resistor la potencia
suministrada a éste no se duplica (como lo define una relación lineal) sino que,
de hecho, se incrementa por un factor de 4 (debido al término al cuadrado). Si
se triplica la corriente, el nivel de potencia se incrementa por un factor de 9. El
ejemplo 4.1 demuestra las diferencias entre una relación lineal y una no lineal.
Algunos ejemplos aclaran cómo se quitan las fuentes y las soluciones to-
tales obtenidas.
EJEMPLO 4.1
a. Utilizando el teorema de superposición, determine la corriente a través
del resistor R2 en la red de la figura 4.2.
b. Demuestre que el teorema de superposición no es aplicable a niveles de
potencia.
Soluciones:
a. Para determinar el efecto de la fuente de voltaje de 36 V, hay que reem-
plazar la fuente de corriente por un circuito abierto como se muestra 
en la figura 4.3. El resultado es un circuito en serie simple con una co-
rriente igual a
Para examinar el efecto de la fuente de corriente de 9 A se requie-
re reemplazar la fuente de voltaje de 36 V con un cortocircuito como 
se muestra en la figura 4.4. El resultado es una combinación en paralelo
de los resistores R1 y R2. Aplicando la regla divisora de corriente ob-
tenemos
Dado que la contribucióna la corriente I2 tiene la misma dirección
de cada fuente, como se muestra en la figura 4.5, la solución total para
la corriente I2 es la suma de las corrientes establecidas por las dos
fuentes. Es decir,
b. Utilizando la figura 4.3 y los resultados obtenidos, encontramos la po-
tencia suministrada al resistor de 6 �
Utilizando la figura 4.4 y los resultados obtenidos, determinamos las
potencia suministrada al resistor de 6 �
Con los resultados totales de la figura 4.5, obtenemos la potencia su-
ministrada al resistor de 6 �
Ahora está bastante claro que la potencia suministrada al resistor de
6 � utilizando la corriente total de 8 A no es igual a la suma de los nive-
les de potencia suministrados por cada fuente de forma independiente.
Es decir,
P1 � P2 � 24 W � 216 W � 240 W � PT � 348 W
PT � I 22R2 � 18 A 2216 � 2 � 384 W
P2 � 1I–2 221R2 2 � 16 A 2216 � 2 � 216 W
P1 � 1I¿2 221R2 2 � 12 A 2216 � 2 � 24 W
I2 � I¿2 � I–2 � 2 A � 6 A � 8 A
I–2 �
R11I 2
R1 � R2
�
112 � 2 19 A 2
12 � � 6 �
� 6 A
I¿2 �
E
RT
�
E
R1 � R2
�
36 V
12 � � 6 �
�
36 V
18 �
� 2 A
Th
R2 6 �
R1
12 �
I
I2
9 AE 36 V
FIG. 4.2
Red a ser analizada en el ejemplo 4.1 siguiendo 
el teorema de superposición.
Fuente de corriente reemplazada
por un circuito abierto
R1
12 �
R2 6 �E 36 V
I�2
FIG. 4.3
Reemplazo de la fuente de corriente de 9 A 
en la figura 4.2 por un circuito abierto 
para determinar el efecto de la fuente 
de voltaje de 36 V en la corriente I2.
R2 6 �
R1
12 �
I = 9 A
I��2
I
FIG. 4.4
Reemplazo de la fuente de voltaje de 36 V por 
un cortocircuito para determinar el efecto de la
fuente de corriente de 9 A en la corriente I2.
R2 6 �
I2 = 8 A
R2 6 �
I�2 = 2 A
I��2 = 6 A
FIG. 4.5
Utilización de los resultados de las figuras 4.3 
y 4.4 para determinar la corriente I2
en la red de la figura 4.2.�����	�����	�
��	�p p pp pEs decir,P11 �� PP22 � 24 WW �� 216 W216 W �� 240 W240 W �� PTT �� 348 W3 Utilización de los resultados de las figuras 4.3y 4.4 para determinar la corriente Iy 4.4 para determinar la corriente 2Ien la red de la figura 4.2.la red de la figura 4.
136 ⏐⏐⏐ TEOREMAS DE RED
Para ampliar la conclusión anterior y demostrar aún más lo que es una
relación lineal, en la figura 4.6 se traza la potencia suministrada al re-
sistor de 6 � contra la corriente que fluye a través de él. Observe que 
la curva no es una línea recta sino una cuya subida se vuelve más in-
clinada con cada incremento del nivel de la corriente.
400
300
200
100
x
0 1 2 3 4 5 6 7 8 I6� (A)
P (W)
y
z
{
(I �2) ( I �2) (IT)
Curva no lineal
FIG. 4.6
Curva de la potencia suministrada al resistor de 6 � contra la corriente 
que fluye a través de él.
4
3
2
1
0
12 24 36 48 V6� (V)
I (A)
a
c
Curva linealb
8
7
6
5
9
10
(I �2) ( I �2) (IT)
FIG. 4.7
Curva de I contra V para el resistor de 6 �.
Th
Recuerde que en la figura 4.4 el nivel de potencia era de 24 W con
una corriente de 2 A desarrollada por la fuente de voltaje de 36 V, que se
muestra en la figura 4.6. En la figura 4.5 vemos que el nivel de la 
corriente era de 6 A con un nivel de potencia de 216 W, mostrado en 
la figura 4.6. Con toda claridad, la suma de los niveles de potencia 
debido a los niveles de corriente de 2 A y 6 A no es igual al nivel de 
potencia debido al nivel de 8 A. Es decir,
Ahora, la relación entre el voltaje a través de un resistor y la co-
rriente a través de un resistor es lineal (línea recta) como se muestra en
la figura 4.7, con
c � a � b
x � y � z
�����	�����	�
��	����FIG. 4.7FIG. 4.7Curva de I contra V para el resistor de 6 Curva de I contra V para el resistor de 6 ��..
TEOREMA DE SUPERPOSICIÓN ⏐⏐⏐ 137
EJEMPLO 4.2 Utilizando el teorema de superposición, determine la co-
rriente a través del resistor de 12 � en la figura 4.8. Observe que se trata de
una red de dos fuentes del tipo examinado en el capítulo anterior cuando
aplicamos el análisis de corriente de rama y el análisis de mallas.
Solución: Para considerar los efectos de la fuente de 54 V es necesario
reemplazar la fuente de 48 V con un cortocircuito como se muestra en la
figura 4.9. El resultado es que los resistores de 12 � y 4 � están en paralelo.
La resistencia total vista por la fuente es por consiguiente
y la corriente de la fuente es
Is �
E1
RT
�
54 V
27 �
� 2 A
RT � R1 � R2 7 R3 � 24 � � 12 � � 4 � � 24 � � 3 � � 27 �
Th
R1
24 �
R3
4 �
E1 54 V
I2 = ?
R2 12 � E2 48 V
FIG. 4.8
Utilización del teorema de superposición 
para determinar la corriente a través 
del resistor de 12 � (ejemplo 4.2).
Batería de 48 V
reemplazada
por un
cortocircuito
3 �
RT
IsR1
24 �
R3
4 �
E1 54 V E1 54 V
R1
24 �
R2 12 � R2 12 � R3 4 �
I�2 I�2
FIG. 4.9
Utilización del teorema de superposición para determinar el efecto de la fuente de voltaje 
de 54 V en la corriente I2 de la figura 4.8.
48 V
8 �
RT
E2
R1
24 �
R2 12 �
I��2 I��2
R3
4 �
E2 R2 12 �R1 24 �48 V
R3
4 �
Batería de 54 V reemplazada
por un cortocircuito
FIG. 4.10
Uso del teorema de superposición para determinar el efecto de la fuente de voltaje 
de 48 V en la corriente I2 en la figura 4.8.
Con la regla divisora de corriente se obtiene la contribución de la fuente de
54 V a la corriente I2:
Si ahora reemplazamos la fuente de 54 V con un cortocircuito, se obtiene
la red de la figura 4.10. El resultado es una conexión en paralelo de los resis-
tores de 12 � y 24 �.
Por consiguiente, la resistencia total vista por la fuente de 48 V es
RT � R3 � R2 7 R1 � 4 � � 12 � � 24 � � 4 � � 8 � � 12 �
I¿2 �
R3Is
R3 � R2
�
14 � 2 12 A 2
4 � � 12 �
� 0.5 A
�����	�����	�
��	�FIG. 4.10Uso del teorema de superposición para determinar el efecto de la fuente de voltajeUso del teorema de superposición para determinar el efecto de la fuente de voltaje de 48 V en la corriente Ide 48 V en la corriente 22I en la figura 4.8.en la figura 4.8.
138 ⏐⏐⏐ TEOREMAS DE RED
y la corriente de la fuente es
Aplicando la regla divisora de corriente se obtiene
Ahora es importante darse cuenta que la corriente I2 debido a cada 
fuente tiene una dirección diferente, como se muestra en la figura 4.11. Por
consiguiente, la corriente neta es la diferencia de las dos en la dirección de 
la más grande como sigue:
Utilizando las figuras 4.9 y 4.10 del ejemplo 4.2, determinamos las
demás corrientes de la red con un poco de esfuerzo. Es decir, podemos de-
terminar todas las corrientes de rama de la red, como si fuera una aplicación
del análisis de corriente de rama o el análisis de mallas. En general, el teo-
rema de superposición no sólo proporciona una solución completa de la red,
sino que también revela el efecto de cada fuente en la cantidad deseada.
EJEMPLO 4.3 Con el teorema de superposición, determine la corriente I1
en la red de la figura 4.12.
Solución: Como hay dos fuentes, se analizarán dos redes. Primero deter-
minemos los efectos de la fuente de voltaje poniendo la fuente de corriente a
cero amperes como se muestra en la figura 4.13. Observe que la corriente 
resultante se define como I�1 porque es la corriente a través del resistor R1
producida sólo por la fuente de voltaje.
Debido al circuito abierto, el resistor R1 está en serie (y, de hecho, en
paralelo) con la fuente de voltaje E. El voltaje a través del resistor es el
voltaje aplicado, y la corriente I�1 se determina como sigue
Ahora por lo que se refiere a la contribución de la fuente de corriente. 
Estableciendo la fuente de voltaje en cero volts se obtiene la red de la fi-
gura 4.14, la cual nos presenta una interesante situación. La fuente de co-
rriente se reemplazó con un cortocircuito que está directamente a través de
la fuentede corriente y el resistor R1. Como la fuente de corriente sigue la
trayectoria de menor resistencia, selecciona la trayectoria de cero ohms del
cortocircuito insertado, y la corriente a través de R1 es de cero amperes. 
Esto se demuestra con claridad con una aplicación de la regla divisora de
corriente como sigue:
Como I�1 e I �1 tienen la misma dirección definida en las figuras 4.13 y
4.14, la corriente total se define como
Aunque ésta ha sido una excelente introducción a la aplicación del teo-
rema de superposición, en la figura 4.12 se ve de inmediato que la fuente 
de voltaje está en paralelo con la fuente de corriente y el resistor de carga 
I1 � I¿1 � I–1 � 5 A � 0 A � 5 A
I–1 �
RscI
Rsc � R1
�
10 � 2 I
0 � � 6 �
� 0 A
I¿1 �
V1
R1
�
E
R1
�
30 V
6 �
� 5 A
I2 � I–2 � I¿2 � 2.67 A � 0.5 A � 2.17 A
I–2 �
R11Is 2
R1 � R2
�
124 � 2 14 A 2
24 � � 12 �
� 2.67 A
Is �
E2
RT
�
48 V
12 �
� 4 A
R2 12 �
I�2 = 0.5 A
I��2 = 2.67 A
R2 12 �
I2 = 2.17 A
FIG. 4.11
Uso de los resultados de las figuras 4.9 y 4.10 para
determinar la corriente I2 en la red de la figura 4.8.
I 3 A
I1
E 30 V R1 6 �
FIG. 4.12
Red con dos fuentes a ser analizada con el 
teorema de superposición en el ejemplo 4.3.
I�1
E 30 V R1 6 �
FIG. 4.13
Determinación del efecto de la fuente de 30 V sobre
la corriente I1 en la figura 4.12.
Th
R1 6 �
I
I
I
3 A
I��1
FIG. 4.14
Determinación del efecto de la fuente de corriente 
de 3 A en la corriente I1 en la figura 4.12.
�����	�����	�
��	�Aunque ésta ha sido una excelente introducción a la aplicación del teo-ha sido una excrema de superposición, en la figura 4.12 se ve de inmediato que la fuente rema de superposición, en la figura 4.12 se ve de inmediato que la fuentede voltaje está en paralelo con la fuente de corriente y el resistor de carga de voltaje está en paralelo con la fuente de corriente y el resistor de carga 
TEOREMA DE SUPERPOSICIÓN ⏐⏐⏐ 139
R1, por lo que el voltaje a través de cada uno debe ser de 30 V. El resultado
es que I1 debe estar determinada únicamente por
EJEMPLO 4.4 Aplicando el principio de superposición, determine la co-
rriente I2 a través del resistor de 12 k� en la figura 4.15.
Solución: Considere el efecto de la fuente de corriente de 6 mA (figura 4.16).
I1 �
V1
R1
�
E
R1
�
30 V
6 �
� 5 A
Th
R1 6 k�
R3
14 k� R4 = 35 k�
R2 = 12 k�
6 mAI
I2
9 V
E
+ –
FIG. 4.15
Ejemplo 4.4.
R1 6 k�
R3 14 k�
R2 12 k�
R4 35 k�
6 mAI
I ′2
6 mA
6 mA
I ′2
I
R4 35 k�R3 14 k�
R2 12 k�R1 6 k�
6 mA
FIG. 4.16
Efecto de la fuente de corriente I en la corriente I2.
La regla divisora de corriente da
Considerando el efecto de la fuente de voltaje de 9 V (figura 4.17) da
Como I�2 e I �2 tienen la misma dirección a través de R2, la corriente de-
seada es la suma de las dos:
 � 2.5 mA
 � 2 mA � 0.5 mA
I2 � I¿2 � I–2
I–2 �
E
R1 � R2
�
9 V
6 k� � 12 k�
� 0.5 mA
I¿2 �
R1I
R1 � R2
�
16 k� 2 16 mA 2
6 k� � 12 k�
� 2 mA
R1
6 k�
R2
12 k�
R3
14 k�
R4
35 k�
9 V
E
R1 6 k�
R3 14 k�
R2 12 k�
R4 35 k�
+ –9 V
+ –9 V
9 V
E
I�2
I�2
+ –+ –
FIG. 4.17
Efecto de la fuente de voltaje E en la corriente I2.�����	�����	�
��	�FIG. 4.17. 4.17Efecto de la fuente de voltaje E en la corriente IEfecto de la fuente de voltaje E en la corriente I2I .
140 ⏐⏐⏐ TEOREMAS DE RED
EJEMPLO 4.5 Determine la corriente a través del resistor de 2 � de la red
de la figura 4.18. La presencia de tres fuentes da por resultado tres redes
diferentes a ser analizadas.
Solución: Considere el efecto de la fuente de 12 V (figura 4.19):
E1
R24 �
R1 2 �
I1
I 3 A
6 V12 V
+ –
+
–
E2
FIG. 4.18
Ejemplo 4.5.
R24 �
R12 �
E1
12 V
I�1I�1
I�1
+ –
FIG. 4.19
Efecto de E1 en la corriente I.
R24 �
R12 �
6 V E2I�1 I�1
I �1
+
–
FIG. 4.20
Efecto de E2 en la corriente I1.
Th
R24 �
R12 � 3 AI
I�1
FIG. 4.21
Efecto de I en la corriente I1.
R1 2 � R1 2 �I�1 = 2 A I �1 = 1 A I�1 = 2 A I1 = 1 A
I1
FIG. 4.22
Corriente resultante I1.
4.3 TEOREMA DE THÉVENIN
El siguiente teorema que se presentará, el Teorema de Thévenin, es proba-
blemente uno de los más interesantes porque permite reducir redes comple-
jas a una forma más simple para analizarlas y diseñarlas.
En general, el teorema puede usarse para desarrollar lo siguiente:
• Analizar redes con fuentes que no están en serie o en paralelo.
• Reducir el número de componentes requeridos para establecer las
mismas características en las terminales de salida.
Considere el efecto de la fuente de 6 V (figura 4.20):
Considere el efecto de la fuente de 3 A (figura 4.21). Aplicando la regla di-
visora de corriente se obtiene
La corriente total a través del resistor de 2 � aparece en la figura 4.22, y
I1 I I" I"1�
�
�
�
�
� �
' '
1 A 1 A2 A 2 A
La misma dirección que
I1 en la figura 4.18
Dirección opuesta a I1
en la figura 4.18
1 1
I‡1 �
R2I
R1 � R2
�
14 � 2 13 A 2
2 � � 4 �
�
12 A
6
� 2 A
I–1 �
E2
R1 � R2
�
6 V
2 � � 4 �
�
6 V
6 �
� 1 A
I¿1 �
E1
R1 � R2
�
12 V
2 � � 4 �
�
12 V
6 �
� 2 A
�����	�����	�
��	�• Analizar redes con fuentes que no están en serie o en paralelo.s con fuentes q•• Reducir el número de componentes requeridos para establecer lasReducir el número de componentes requeridos para establecer lasmismas características en las terminales de salida.mismas características en las terminales de salida
TEOREMA DE THÉVENIN ⏐⏐⏐ 141
• Investigar el efecto de cambiar un componente particular en el 
comportamiento de una red sin tener que analizarla toda después 
del cambio.
Las tres áreas de aplicación se demuestran en los ejemplos siguientes.
El teorema de Thévenin estipula que:
Cualquier red de cd de dos terminales puede ser reemplazada por un
circuito equivalente compuesto sólo de una fuente de voltaje y un resistor
en serie como se muestra en la figura 4.23.
El teorema fue desarrollado por el comandante Leon-Charles Thévenin en
1883, como se describe en la figura 4.24.
Para demostrar la potencia de este teorema, considere la red bastante
compleja de la figura 4.25(a) con sus dos fuentes y conexiones en serie-
paralelo. El teorema establece que toda la red dentro del área sombreada gris
puede ser reemplazada por una fuente de voltaje y un resistor como se mues-
tra en la figura 4.25(b). Si el reemplazo se hace de forma apropiada, el
voltaje a través del resistor RL, y la corriente que fluye por él, serán los mis-
mos en cada red. El valor de RL puede cambiarse a cualquier valor, y el
voltaje, la corriente o la potencia suministrados al resistor son los mismos 
en cada configuración. Ahora bien, éste es un enunciado muy poderoso, que
se comprueba en los ejemplos siguientes.
La pregunta es entonces, ¿cómo puedo determinar el valor apropiado del
voltaje y la resistencia de Thévenin? En general, determinar el valor de la 
resistencia de Thévenin es muy sencillo. La determinación del voltaje de
Thévenin puede ser más desafiante y, de hecho, puede requerir que se uti-
lice el teorema de superposición, o alguno de los métodos descritos en el
capítulo 3.
Afortunadamente, existe una serie de pasos que conducen al valor
apropiado de cada parámetro. Aun cuando algunos de los pasos parecieran
triviales al principio, pueden llegar a ser bastante importantes cuando la red
se vuelve compleja.
Procedimiento del teorema de Thévenin
Preliminares:
1. Quite la parte de la red donde se encuentra el circuito equivalente de
Thévenin. En la figura 4.25(a), esto requiere que el resistor de carga
RL se quite temporalmente de la red.
2. Marque las terminales de la red restante de dos terminales(la impor-
tancia de este paso será obvia a medida que prosigamos a través de 
algunas redes complejas).
RTh:
3. Calcule RTh ajustando primero todas las fuentes en cero (las fuentes
de voltaje se reemplazan con cortocircuitos y las fuentes de corriente
con circuitos abiertos) y luego determinando la resistencia resultante
entre las dos terminales marcadas (si se incluye la resistencia interna
de las fuentes de voltaje y/o corriente en la red original, debe perma-
necer cuando las fuentes se ajustan a cero).
ETh:
4. Calcule ETh regresando primero todas las fuentes a su posición origi-
nal y determinando el voltaje de circuito abierto entre las terminales
marcadas. (Este paso es invariablemente el que provoca más confu-
siones y errores. En todos los casos, tenga en cuenta que es el potencial
de circuito abierto entre las dos terminales marcadas en el paso 2.).
Th
FIG. 4.24
Leon-Charles Thévenin.
Cortesía de la Bibliothèque École
Polytechnique, París, Francia.
Francés (Meaux, Paris)
(1857–1927)
Ingeniero telegrafista, comandante y educador
en las École Polytechnique y École Supérieure 
de Telégraphie
Aun cuando se desempeñó en el estudio y diseño de
sistemas telegráficos (entre ellos la transmisión sub-
terránea), condensadores cilíndricos (capacitores) y
electromagnetismo, se le conoce mejor por un teo-
rema que presentó por primera vez en el Journal of
Physics Theory and Applications francés en 1883.
Apareció bajo el encabezado de “Sur un nouveau
théorème d’ électricité dynamique” (“Sobre un nue-
vo teorema de electricidad dinámica”), original-
mente conocido como teorema del generador equi-
valente. Hay pruebas de que Hermann von Helmholtz
presentó un teorema similar en 1853. Sin embargo,
el profesor Helmholtz lo aplica a la fisiología ani-
mal, no a sistemas de comunicación ni a sistemas
generadores, y por consiguiente no recibió el crédito
que podría haber merecido en este campo. A prin-
cipios de la década de 1920, AT&T realizó investi-
gación de vanguardia con el circuito equivalente y
pudo haber iniciado la referencia al teorema como
simplemente el teorema de Thévenin. De hecho, 
Edward L. Norton, un ingeniero en AT&T en ese 
entonces, introdujo un equivalente de fuente de
corriente del equivalente de Thévenin, actualmente co-
nocido como circuito equivalente de Norton. Como
comentario al margen, el comandante Thévenin fue
un ávido esquiador y de hecho actuó en 1912 como
comisionado en una competencia internacional de
esquí en Chamonix, Francia 
ETh
+
–
a
b
RTh
FIG. 4.23
Circuito equivalente de Thévenin.
�����	�����	�
��	�marcadas. (Este paso es invariablemente el que provoca más confu-s invariablemente el que provoca más confu-siones y errores. En todos los casos, tenga en cuenta que es el potencialsiones y errores. En todos los casos, tenga en cuenta que es el potencialde circuito abierto entre las dos terminales marcadas en el paso 2.).de circuito abierto entre las dos terminales marcadas en el paso 2.).���	�
 �	��	�
 �	��	�
 �	�quí en Chamonix Franciaquí en Chamonix, Francia
142 ⏐⏐⏐ TEOREMAS DE RED
EJEMPLO 4.6 Determine el circuito equivalente de Thévenin del área
sombreada de la red en la figura 4.26. Luego determine la corriente a través
de RL con valores de 2 �, 10 � y 100 �.
Solución:
Pasos 1 y 2: Con estos pasos se obtiene la red de la figura 4.27. Observe
que se retiró el resistor de carga RL y se definieron las dos terminales de
“retención” como a y b.
Paso 3: Reemplazando la fuente de voltaje E1 con un cortocircuito equiva-
lente se obtiene la red de la figura 4.28(a), donde
RTh � R1 � R2 �
13 � 2 16 � 2
3 � � 6 �
� 2 �
R1
3 �
R2 6 �
b
E1 9 V RL
a
+
–
FIG. 4.26
Ejemplo 4.6.
Th
R3
a
b
(a) (b)
E
a
IL
ETh
RTh
b
RLRL
IL
R1
R2
I
FIG. 4.25
Sustitución del circuito equivalente de Thévenin en una red compleja.
R2 6 �
R1
3 �
E1 9 V
a
b
+
–
FIG. 4.27
Identificación de las terminales de
particular importancia cuando se
aplica el teorema de Thévenin.
+ –
�
R2 6 �
(a) (b)
R1
3 �
RTh R2
b b
a a
I�
R1
FIG. 4.28
Determinación de RTh en la red de la figura 4.27.
La importancia de las dos terminales marcadas ahora comienza a mani-
festarse. Son las dos terminales a través de las cuales se mide la resistencia
de Thévenin. Ya no es la resistencia total vista por la fuente, determinada en
la mayoría de los problemas del capítulo 2. Si se presenta alguna dificultad
al determinar RTh, con respecto a si los elementos resistivos están en serie o
en paralelo, recuerde que el óhmmetro envía una corriente continua y lenta a
Conclusión:
5. Trace el circuito equivalente de Thévenin con la parte del circuito 
que previamente se quitó reemplazado entre las terminales del 
circuito equivalente. Este paso se indica por la colocación del resistor
RL entre las terminales del circuito equivalente de Thévenin en la
figura 4.25(b).
�����	�����	�
��	�la mayoría de los problemas del capítulo 2. Si se presenta alguna dificultadproblemas delal determinar al determinar RRTh, con respecto a si los elementos resistivos están en serie o, con respecto a si los elementos resistivos están en serie oen paralelo, recuerde que el óhmmetro envía una corriente continua y lenta aen paralelo, recuerde que el óhmmetro envía una corriente continua y lenta a
TEOREMA DE THÉVENIN ⏐⏐⏐ 143
través de la combinación resistiva y detecta el nivel del voltaje resultante
para establecer un nivel de resistencia medido. En la figura 4.28(b), la corrien-
te continua del óhmmetro se aproxima a la red a través de la terminal a, y
cuando llega a la unión de R1 y R2, se divide como se muestra. El hecho de
que la corriente continua se divida y luego se recombine en el nodo inferior
revela que los resistores están en paralelo por lo que se refiere a la lectura del
óhmmetro. En esencia, la trayectoria de la corriente detectora del óhmmetro
revela cómo están conectados los resistores a las dos terminales de interés y
cómo debe determinarse la resistencia de Thévenin. Recuerde esto cuando
resuelva los ejemplos en esta sección.
Paso 4: Reemplace la fuente de voltaje (figura 4.29). En este caso, el voltaje
de circuito abierto ETh es igual a la caída de voltaje a través del resistor de 
6 �. Aplicando la regla divisora de voltaje se obtiene
Es particularmente importante reconocer que ETh es el potencial de cir-
cuito abierto entre los puntos a y b. Recuerde que un circuito abierto puede
tener cualquier voltaje a través de él, pero la corriente debe ser cero. De 
hecho, la corriente a través de cualquier elemento en serie con un circuito
abierto también debe ser cero. En la figura 4.30 aparece el uso de un vol-
tímetro para medir ETh. Observe que está colocado directamente a través del
resistor R2 puesto que ETh y VR2 están en paralelo.
Paso 5: (Fig. 4.31):
Si el teorema de Thévenin no estuviera disponible, cada cambio de RL
requeriría que se reexaminara toda la red de la figura 4.26 para determinar 
el nuevo valor de RL.
EJEMPLO 4.7 Determine el circuito equivalente de Thévenin del área
sombreada de la red de la figura 4.32.
Solución:
Pasos 1 y 2: Vea la figura 4.33.
Paso 3: Vea la figura 4.34. La fuente de corriente se reemplazó con un cir-
cuito abierto y la resistencia determinada entre las terminales a y b.
En este caso, un óhmmetro conectado entre las terminales a y b envía 
una corriente detectora que fluye a través de R1 y R2 (con el mismo nivel). 
El resultado es que R1 y R2 están en serie y la resistencia de Thévenin es 
la suma de las dos,
RTh � R1 � R2 � 4 � � 2 � � 6 �
 IL �
ETh
RTh � RL
 RL � 2 �: IL �
6 V
2 � � 2 �
� 1.5 A
RL � 10 �: IL �
6 V
2 � � 10 �
� 0.5 A
RL � 100 �: IL �
6 V
2 � � 100 �
� 0.06 A
ETh �
R2E1
R2 � R1�
16 � 2 19 V 2
6 � � 3 �
�
54 V
9
� 6 V
Th
R2 6 �9 VE1 ETh
+
–
a
b
R1
3 �
+
–
+
–
FIG. 4.29
Determinación de ETh en la red de la figura 4.27.
+ –
ETh
E1 R2 6 �
R1
3 �
9 V
+
–
+
–
FIG. 4.30
Medición de ETh en la red de la figura 4.27.
RL
a
RTh = 2 �
ETh = 6 V
b
IL
+
–
FIG. 4.31
Sustitución del circuito equivalente de Thévenin 
en la red externa a RL en la figura 4.26.
R3 7 �
R2
2 �
R1 4 �
a
b
12 A
I =
FIG. 4.32
Ejemplo 4.7.
�����	�����	�
��	�la suma de las dos,RRThT � R11 �� RR22 � 4 4 � �� � 2 � �� � 66��
144 ⏐⏐⏐ TEOREMAS DE RED
Paso 4: Vea la figura 4.35. En este caso, como existe un circuito abierto en-
tre las dos terminales marcadas, la corriente es cero entre ellas y a través del
resistor de 2 �. La caída de voltaje a través de R2 es, por consiguiente,
y
Paso 5: Vea la figura 4.36.
EJEMPLO 4.8 Determine el circuito equivalente de Thévenin del área
sombreada de la red de la figura 4.37. Observe en este ejemplo que no es
necesario que la sección de la red que se va a preservar aparezca al “final” 
de la configuración.
ETh � V1 � I1R1 � IR1 � 112 A 2 14� 2 � 48 V
V2 � I2R2 � 10 2R2 � 0 V
Th
R2
2 �
R1 4 �I12 A
a
b
FIG. 4.33
Establecimiento de las terminales 
de interés particular en la red 
de la figura 4.32.
R1 4 �
a
b
RTh
R2
2 �
FIG. 4.34
Determinación de RTh en 
la red de la figura 4.33.
R1 4 �
R2 = 2 �I
I = 12 A
+
–
I = 0 +
–
+ V2 = 0 V – a
b
ETh
FIG. 4.35
Determinación de ETh en la red 
de la figura 4.33.
R3 7 �
a
b
RTh = 6 �
ETh = 48 V
+
–
FIG. 4.36
Sustitución del circuito equivalente de Thévenin 
en la red externa al resistor R3 en la figura 4.32.
Solución:
Paso 1 y 2: Vea la figura 4.38.
8 VE1R4 3 �R1 6 �
R2
4 �a
b
+
–
R3 2 �
FIG. 4.37
Ejemplo 4.8.
R1 6 �
R2
4 �
R3 2 �E1 8 V
a
b
–
+
FIG. 4.38
Identificación de las terminales de interés particular 
en la red de la figura 4.37.�����	�����	�
��	�FIG. 4.38Identificación de las terminales de interés particular Identificación de las terminales de interés particulaen la red de la figura 4.37.n la red de la figura 4.3
TEOREMA DE THÉVENIN ⏐⏐⏐ 145
Paso 3: Vea la figura 4.39. Los pasos 1 y 2 son relativamente fáciles de
aplicar, pero ahora debemos tener cuidado de “mantener” a las terminales a
y b al determinar la resistencia y el voltaje de Thévenin. En la figura 4.39,
todos los elementos restantes resultaron estar en paralelo, y la red puede 
volverse a trazar como se muestra. Tenemos
RTh � R1 � R2 �
16 � 2 14 � 2
6 � � 4 �
�
24 �
10
� 2.4 �
Th
R2
4 �
R1 6 � R2 4 �R1 6 �
a
b
RTh
“Puesto en
cortocircuito”
R3 2 �
Circuito vuelto a dibujar:
RTh
a
b
RT = 0 � �� 2 � = 0 �
FIG. 4.39
Determinación de RTh en la red de la figura 4.38.
ETh R1 6 �
R2
4 �
R3 2 �ETh E1 8 V
–
+
–
+
a
b +
–
FIG. 4.40
Determinación de ETh en la red de la figura 4.38.
R2 4 �
ETh R1 6 �
R3 2 �
–
+
–
+
E1 8 V
FIG. 4.41
Red de la figura 4.40 vuelta a dibujar.
R4 3 �
RTh = 2.4 �
a
b
ETh = 4.8 V
–
+
FIG. 4.42
Sustitución del circuito equivalente de Thévenin en
la red externa al resistor R4 en la figura 4.37.
R1
6 � 12 �
4 �
R2
RLR3 R4
3 �
b aE 72 V
+
–
FIG. 4.43
Ejemplo 4.9.
Paso 4: Vea la figura 4.40. En este caso, la red puede volverse a dibujar
como se muestra en la figura 4.41. Como el voltaje es el mismo a través de
los elementos en paralelo, el voltaje a través de los resistores en serie R1 y R2
es E1, u 8 V. Aplicando la regla divisora de corriente obtenemos
Paso 5: Vea la figura 4.42.
La importancia de marcar las terminales debe ser obvia en el ejemplo 4.8.
Observe que no existe ningún requerimiento en cuanto a que el voltaje de
Thévenin tenga la misma polaridad que el circuito equivalente original-
mente introducido.
EJEMPLO 4.9 Determine el circuito equivalente de Thévenin del área
sombreada de la red en configuración de puente de la figura 4.43.
ETh �
R1E1
R1 � R2
�
16 � 2 18 V 2
6 � � 4 �
�
48 V
10
� 4.8 V
�����	�����	�
��	�FIG. 4.43FIG. 4Ejemplo 4.9.Ejemplo� ���EJEMPLO 4.9JEMPLO 4.9 Determine el circuito equivalente de Thévenin del áreaDetermine el circuito equivalente de Thévenin del áreasombreada de la red en configuración de puente de la figura 4.43.sombreada de la red en configuración de puente de la figura 4.4
146 ⏐⏐⏐ TEOREMAS DE RED
Solución:
Pasos 1 y 2: Vea la figura 4.44.
Paso 3: Vea la figura 4.45. En este caso, el cortocircuito de reemplazo de la
fuente de voltaje E permite la conexión directa entre c y c� en la figura
4.45(a), y “plegar” la red en torno a la línea horizontal de a-b para produ-
cir la configuración que aparece en la figura 4.45(b).
 � 2 � � 3 � � 5 �
 � 6 � � 3 � � 4 � � 12 �
RTh � Ra�b � R1 � R3 � R2 � R4
Th
R1
6 �
R2
12 �
4 �
R4R3
3 �
b a72 VE
+
–
FIG. 4.44
Identificación de las terminales de interés 
particular en la red de la figura 4.43.
R1
3 �R1
6 �
R2
R3 R4
12 �
3 � 4 �
R2
R4
4 �
RTh
b a
R3
12 �6 �
(b)(a)
ab
RTh
c′
c
c,c′
FIG. 4.45
Determinación de RTh en la red de la figura 4.44.
V1 R1 6 �
R3 3 �
R2 12 �
R4 4 �
LVK
+
–
72 V
+
– +
V2
b a
ETh –
+
E E
–
+
–
FIG. 4.46
Determinación de ETh en la red de la figura 4.44.
RL
RTh = 5 �
ETh = 6 V
a
b
+
–
FIG. 4.47
Sustitución del circuito equivalente de Thévenin en
la red externa al resistor RL en la figura 4.43.
Paso 4: El circuito se vuelve a dibujar en la figura 4.46. La ausencia de una
conexión directa entre a y b da por resultado una red con tres ramas en para-
lelo. Por consiguiente, los voltajes V1 y V2 pueden determinarse aplicando la
regla divisora de corriente:
 V2 �
R2E
R2 � R4
�
112 � 2 172 V 2
12 � � 4 �
�
864 V
16
� 54 V
 V1 �
R1E
R1 � R3
�
16 � 2 172 V 2
6 � � 3 �
�
432 V
9
� 48 V
Suponiendo la polaridad mostrada para ETh y aplicando la ley del vol-
taje de Kirchhoff al lazo superior en el sentido de las manecillas del reloj
obtenemos
y
Paso 5: Vea la figura 4.47.
ETh � V2 � V1 � 54 V � 48 V � 6 V
©C V � � ETh � V1 � V2 � 0
FIG. 4.47
Sustitución del circuito equivalente de Thévenin enstitución del circuito equivalente de Thévenin en
la red externa al resistor Rla red externa al resistor RLL en la figura 4.43.figura 4.43.
y�����	�
 �Paso 5:Paso 5 Vea la figura 4.47.Vea la figurEEThT � V2V VV1 � 54 V 48 V � 6 V
TEOREMA DE THÉVENIN ⏐⏐⏐ 147
El teorema de Thévenin no está limitado a un solo elemento pasivo,
como se muestra en los ejemplos precedentes, sino que puede aplicarse a
través de fuentes, ramas completas, partes de redes, o a través de cualquier
configuración de circuito como se muestra en el siguiente ejemplo. También
es posible que tenga que utilizar uno de los métodos antes descritos, como el
análisis de mallas o el método de superposición, para determinar el circuito
equivalente de Thévenin.
EJEMPLO 4.10 (Dos fuentes) Determine el circuito de Thévenin para la
red dentro del área sombreada de la figura 4.48.
Solución:
Pasos 1 y 2: Vea la figura 4.49. La red se ha vuelto a dibujar.
Paso 3: Vea la figura 4.50.
Paso 4: Aplicando la superposición, consideraremos primero los efectos de
la fuente de voltaje E1. Observe la figura 4.51. El circuito abierto requiere
que V4 � I4R4 � (0)R4 � 0 V, y
Aplicando la regla divisora de voltaje obtenemos
Si ahora consideramos los efectos de la fuente E2, se obtiene la red de 
la figura 4.52. De nuevo, V4 � I4R4 � (0)R4 � 0 V, y
y V3 �
R¿T E2
R¿T � R2�
10.706 k� 2 110 V 2
0.706 k� � 4 k�
�
7.06 V
4.706
� 1.5 V
E–Th � V3 � 1.5 V
E–Th � V3
R¿T � R1 � R3 � 0.8 k� � 6 k� � 0.706 k� 
V3 �
R¿T E1
R¿T
�
12.4 k� 2 16 V 2
2.4 k� � 0.8 k�
�
14.4 V
3.2
� 4.5 V
E¿Th � V3 � 4.5 V
E¿Th � V3
R¿T � R2 � R3 � 4 k� � 6 k� � 2.4 k� 
 � 2 k�
 � 1.4 k� � 0.6 k�
 � 1.4 k� � 0.8 k� � 2.4 k�
 � 1.4 k� � 0.8 k� � 4 k� � 6 k�
RTh � R4 � R1 � R2 � R3
Th
R4
1.4 k�
R3 6 k� RLR1 0.8 k�
R2 4 k�
E2 + 10 V
E1 – 6 V
FIG. 4.48
Ejemplo 4.10.
R1 0.8 k�
R4
1.4 k�R2 4 k�
R3 6 k�
E1 6 V E2 10 V
+
–
–
+
a
b
FIG. 4.49
Identificación de las terminales de interés 
particular en la red de la figura 4.48.
2.4 k�
R2 4 k�
R3 6 k�
R1 0.8 k�
RTh
a
b
R4
1.4 k�
FIG. 4.50
Determinación de RTh en la red de la figura 4.49.
R3 6 k�
V4
1.4 k�
E1
0.8 k�
R2 4 k�R1
R4
6 V
I4 = 0
–
+
– +
V3
+
–
E�Th
+
–
FIG. 4.51
Determinación de la contribución a ETh de 
la fuente E2 en la red de la figura 4.49.
R2 4 k�
R3 6 k�
E2 10 V
I4 = 0
E�ThV3
R4
1.4 k�
V4+ –
+
–
+
–
R1 0.8 k�
+
–
FIG. 4.52
Determinación de la contribución de ETh de 
la fuente E2 en la red de la figura 4.49.�����	�����	�
��	�FIG. 4.5151Determinación de la contribución a Eterminación de la contribución a EThTh dee la fuente Ela fuente E22EEE en la red de la figura 4.49.en la red de la figura 4. FIG. 4.52FDeterminación de la contribución de Eeterminación de la contribución de EThT de de la fuente Ela fuente E22EEE en la red de la figura 4.49.n la red de la figura 4.49
148 ⏐⏐⏐ TEOREMAS DE RED
Como y tienen polaridades opuestas,
(polaridad de E Th)
Paso 5: Vea la figura 4.53.
Procedimientos experimentales
Ahora que ya se describió a detalle el procedimiento analítico y se esta-
bleció el sentido de la impedancia y del voltaje de Thévenin, es tiempo de
investigar cómo pueden determinarse ambas cantidades con un proce-
dimiento experimental.
Aun cuando la resistencia de Thévenin en realidad es la más fácil de de-
terminar analíticamente, el voltaje de Thévenin a menudo es el más fácil de
determinar experimentalmente, y por consiguiente se determinará primero.
Medición de ETh La red de la figura 4.54(a) tiene el circuito de Thévenin
equivalente que aparece en la figura 4.54(b). El voltaje de Thévenin de cir-
cuito abierto puede determinarse simplemente con un voltímetro colocado
en las terminales de salida como se muestra en la figura 4.54(a). Esto se
debe a que el circuito abierto de la figura 4.54(b) dicta que la corriente y 
el voltaje a través de la resistencia de Thévenin deben ser cero. El resultado
en la figura 4.54(b) es que
En general, por consiguiente,
el voltaje de Thévenin se determina con un voltímetro conectado a las
terminales de salida de la red. Asegúrese de que la resistencia interna del
voltímetro sea considerablemente más grande que el nivel esperado de RTh.
Voc � ETh � 4.5 V
¿ � 3 V
 � 4.5 V � 1.5 V
 ETh � E¿Th � E–Th
E–ThE¿Th
Th
RTh
2 k�
RL3 VETh
+
–
FIG. 4.53
Sustitución del circuito equivalente de Thévenin en
la red externa al resistor RL en la figura 4.48.
4.500
20V
V
+ COM
4.500
20V
V
+ COM
4 �I 8 A R1
12 V
R3 3 �
E
R2
1 �
Voc = ETh = 4.5 V
1.875 �
Voc = ETh = 4.5 V
V = 0 V
RTh
4.5 VETh
I = 0 A
(a) (b)
FIG. 4.54
Medición del voltaje de Thévenin con un voltímetro: (a) red real; (b) equivalente de Thévenin.
Medición de RTh
Utilización de un óhmmetro En la figura 4.55, las fuentes en la figura
4.54(a) se ajustaron a cero y se aplicó un óhmmetro para medir la resistencia
de Thévenin. En la figura 4.54(b), está claro que si el voltaje de Thévenin 
se ajusta a cero volts, el óhmmetro leerá directamente la resistencia de
Thévenin.�����	�����	�
��	�de Thévenin. En la figura 4.54(b), está claro que si el voltaje de Théveninla figura 4.54(bse ajusta a cero volts, el óhmmetro leerá directamente la resistencia dese ajusta a cero volts, el óhmmetro leerá directamente la resistencia deThévenin.Thévenin.
TEOREMA DE THÉVENIN ⏐⏐⏐ 149
En general, por consiguiente,
la resistencia de Thévenin puede medirse ajustando todas las fuentes a
cero y midiendo la resistencia en las terminales de salida.
Es importante recordar, sin embargo, que los óhmmetros no pueden uti-
lizarse en circuitos vivos, y no puede ajustar una fuente de voltaje con un
cortocircuito a través de ella, pues se daña de inmediato. La fuente debe
ajustarse a cero o retirada por completo y luego reemplazada por una cone-
xión directa. En el caso de la fuente de corriente, la condición de circuito
abierto debe establecerse claramente; de lo contrario, la resistencia medida
será incorrecta. En general, en la mayoría de las situaciones es mejor retirar
las fuentes y reemplazarlas con el equivalente apropiado.
Utilización de un potenciómetro Si utilizamos un potenciómetro para
medir la resistencia de Thévenin, las fuentes pueden dejarse como están. 
Por esa sola razón, este método es uno de los más populares. En la figura
4.56(a) se conectó un potenciómetro a través de las terminales de salida de 
la red para establecer la condición que aparece en la figura 4.56(b) del
equivalente de Thévenin. Si ahora se ajusta la resistencia del potencióme-
tro de modo que el voltaje a través de él sea la mitad del voltaje de Thévenin
medido, la resistencia de Thévenin debe ser igual a la del potenciómetro.
Recuerde que en un circuito en serie se dividirá por igual a través de dos re-
sistores en serie iguales.
Si luego se desconecta el potenciómetro y la resistencia se mide con un
óhmmetro como se muestra en la figura 4.56(c), el óhmmetro muestra la 
resistencia de Thévenin de la red. En general, por consiguiente,
la resistencia de Thévenin puede medirse aplicando un potenciómetro a
las terminales de salida y variando la resistencia hasta que el voltaje de
salida sea la mitad del voltaje de Thévenin medido. La resistencia del
potenciómetro es la resistencia de Thévenin de la red.
Utilización de la corriente cortocircuito La resistencia de Thévenin
también puede determinarse colocando un cortocircuito a través de las ter-
minales de salida y determinando la corriente a través del cortocircuito.
Como idealmente los amperímetros tienen cero ohms internos entre sus ter-
minales, la conexión de un amperímetro como se muestra en la figura
4.57(a) tiene el efecto tanto de conectar un cortocircuito a través de las ter-
Th
1.875
200Ω
COM+
1.875
200Ω
COM+
(a) (b)
1.875 �
R = RTh = 1.875 �
RTh
ETh = 0 V4 �R1
R3 3 �
R2
1 �
R = RTh = 1.875 �
FIG. 4.55
Medición de RTh con un óhmmetro: (a) red real; (b) equivalente de Thévenin.
�����	�����	�
��	�Como idealmente los amperímetros tienen cero ohms internos entre sus ter-erímetros tienen cero ohms internos entre sus ter-minales, la conexión de un amperímetro como se muestra en la figuraminales, la conexión de un amperímetro como se muestra en la figura4.57(a) tiene el efecto tanto de conectar un cortocircuito a través de las ter-4.57(a) tiene el efecto tanto de conectar un cortocircuito a través de las ter-
150 ⏐⏐⏐ TEOREMAS DE RED Th
2.250
20V
V
+ COM
2.250
20V
V
+ COM
(a) (b)
1.875 �
= RTh = 1.875 �
RTh
4.5 VETh RL
= 2.25 VETh24 �I 8 A R1
12 V
R3 3 �
E
R2
1 �
ETh
2
1.875
200Ω
COM+
(c)
FIG. 4.56
Utilización de un potenciómetro para determinar RTh: (a) red real; (b) equivalente de Thévenin, y(c) medición de RTh.
2.400
20A
A
COM+
2.400
20A
A
COM+
4 �I 8 A R1
12 V
R3 3 �
E
R2
1 �
Isc
1.875 �
RTh
4.5 V
(a) (b)
ETh Isc = = 2.4 A
ETh
RTh
FIG. 4.57
Determinación de RTh con la corriente de cortocircuito: (a) red real, y (b) equivalentede Thévenin.�����	�����	�
��	�FIG. 4.57G. 4.5Determinación de RDeterminación de RThTh con la corriente de cortocircuito: (a) red real, y (b) equivalente de Thévenin.con la corriente de cortocircuito: (a) red real, y (b) equivalente de Thévenin.
TEOREMA DE NORTON ⏐⏐⏐ 151
minales como de medir la corriente resultante. El mismo amperímetro se
conectó a través del circuito equivalente de Thévenin en la figura 4.57(b).
A nivel práctico se supone, desde luego, que la resistencia interna del am-
perímetro es aproximadamente de cero ohms en comparación con los otros
resistores de la red. También es importante asegurarse de que la corriente re-
sultante no exceda la corriente máxima para la escala del amperímetro selec-
cionado.
En la figura 4.57(b), como la corriente de cortocircuito es
la resistencia de Thévenin se determina como sigue
En general, por consiguiente,
la resistencia de Thévenin se determina conectando un amperímetro a
través de las terminales de salida para medir la corriente de cortocircuito
y luego utilizando el voltaje de cortocircuito para calcular la resistencia
de Thévenin de la siguiente manera:
(4.1)
Resultando que existen tres formas de medir la resistencia de Thévenin de
una configuración. Debido a la preocupación de ajustar las fuentes a cero en
el primer procedimiento y al asunto de los niveles de corriente en el se-
gundo, a menudo se selecciona el segundo.
4.4 TEOREMA DE NORTON
En la sección 3.3 aprendimos que toda fuente de voltaje con una resistencia
interna en serie tiene un equivalente de fuente de corriente. El equivalente 
de fuente de corriente se determina con el teorema de Norton (figura 4.58).
También puede determinarse con las conversiones de la sección 3.3.
El teorema expresa lo siguiente:
Cualquier red de cd bilateral lineal de dos terminales puede ser
reemplazada por un circuito equivalente compuesto de una fuente de
corriente y un resistor en paralelo, como se muestra en la figura 4.59.
El análisis del teorema de Thévenin con respecto al circuito equivalente
también puede aplicarse al circuito equivalente de Norton. A continuación 
se enumeran los pasos que conducen a los valores apropiados de IR y RN.
Procedimiento del teorema de Norton
Preliminares:
1. Quite la parte de la red a través de la cual se encuentra el equivalente
de Norton.
2. Marque las terminales de la red restante de dos terminales.
RN:
3. Calcule RN ajustando primero a cero todas las fuentes (las fuentes 
de voltaje se reemplazan con cortocircuitos y las fuentes de corriente
con circuitos abiertos) y luego determinando la resistencia resultante
RTh �
Voc
Isc
RTh �
ETh
Isc
Isc �
ETh
RTh
Th
RNIN
a
b
FIG. 4.59
Circuito equivalente de Norton.
FIG. 4.58
Edward L. Norton.
Reimpresa con el permiso de 
Lucent Technologies, Inc./Bell Labs.
Estadounidense (Rockland, Maine; 
Summit, New Jersey)
1898–1983
Ingeniero electricista, científico, inventor
Jefe de departamento: Bell Laboratories
Miembro: de Acoustical Society and Institute of 
Radio Engineers
Aunque estaba interesado principalmente en la teo-
ría de circuitos de comunicaciones y en la transmi-
sión de datos a alta velocidad a través de las líneas tele-
fónicas, a Edward L. Norton se le recuerda mejor
por el desarrollo del dual del circuito equivalente 
de Thévenin, actualmente conocido como circuito
equivalente de Norton. De hecho, a Norton y sus
asociados en AT&T a principios de la década de
1920 se les considera entre los primeros que apli-
caron el circuito equivalente de Thévenin y se re-
firieron a este concepto simplemente como teorema
de Thévenin. En 1926 propuso el circuito equiva-
lente compuesto de una fuente de corriente y un 
resistor en paralelo como ayuda en el diseño de ins-
trumentos de grabación que eran accionados prin-
cipalmente por corriente. En 1922 inició su carrera
telefónica en el Western Electric Company Engi-
neering Department, que más adelante se convertiría
en Bell Laboratories. Sus áreas de investigación ac-
tiva incluían la teoría de redes, sistemas acústicos,
aparatos electromagnéticos y transmisión de datos.
Graduado del MIT y de la Universidad de Colum-
bia, obtuvo diecinueve patentes sobre su trabajo.
�����	�����	�
��	�3. Calcule RN ajustando primero a cero todas las fuentes (las fuentesprimero a cero todas las fuentes (las fuentes de voltaje se reemplazan con cortocircuitos y las fuentes de corrientede voltaje se reemplazan con cortocircuitos y las fuentes de corrientecon circuitos abiertos) y luego determinando la resistencia resultantecon circuitos abiertos) y luego determinando la resistencia resultant FIG. 4.59FIG. 4Circuito equivalente de Norton.Circuito equivalente de Norton.
152 ⏐⏐⏐ TEOREMAS DE RED Th
entre las dos terminales marcadas. (Si la resistencia interna de las
fuentes de voltaje y/o corriente está incluida en la red original, debe
permanecer cuando las fuentes se ajustan a cero.) Como RN � RTh, 
el procedimiento y el valor obtenido con el método descrito para el 
teorema de Thévenin determinarán el valor apropiado de RN.
IN:
4. Calcule IN regresando primero todas las fuentes a su posición original
y luego determinando la corriente de cortocircuito entre las terminales
marcadas. Es la misma corriente que mediría con un amperímetro
colocado entre las terminales marcadas.
Conclusión:
5. Trace el circuito equivalente de Norton con la parte del circuito 
previamente retirado reemplazado entre las terminales del circuito
equivalente.
Los circuitos equivalentes de Norton y Thévenin también pueden deter-
minarse uno a partir del otro con la transformación de fuente analizada en
este capítulo y reproducida en la figura 4.60.
EJEMPLO 4.11 Determine el circuito equivalente de Norton para la red
del área sombreada en la figura 4.61.
Solución:
Pasos 1 y 2: Vea la figura 4.62.
Paso 3: Vea la figura 4.63, y
Paso 4: Vea la figura 4.64, la cual indica claramente que la conexión de 
cortocircuito entre las terminales a y b está en paralelo con R2 y elimina 
su efecto. Por consiguiente, IN es la misma a través de R1, y el voltaje total
de la batería aparece a través de R1 puesto que
Así que,
Paso 5: Vea la figura 4.65. Este circuito es el mismo que se consideró
primero en el desarrollo del teorema de Thévenin. Una simple conversión
indica que los circuitos de Thévenin son, en realidad, los mismos (figura
4.66).
IN �
E
R1
�
9 V
3 �
� 3 A
V2 � I2R2 � 10 26 � � 0 V
RN � R1 � R2 � 3 � � 6 � �
13 � 2 16 � 2
3 � � 6 �
�
18 �
9
� 2 �
RTh = RN
ETh
RTh
RN = RThETh = INRN
+
–
IN
FIG. 4.60
Conversión entre circuitos equivalentes de Thévenin y Norton.
R2 6 �
R1
3 �
RL9 VE
+
–
a
b
FIG. 4.61
Ejemplo 4.11.
R1
3 �
R2 6 �9 V
+
–
a
b
E
FIG. 4.62
Identificación de las terminales de interés 
particular en la red de la figura 4.61.
R2 6 �
R1
3 �
RN
a
b
FIG. 4.63
Determinación de RN en la red de la figura 4.62.
V2 R2 6 �
R1
3 �
En cortocircuito
E 9 V
Cortocircuito
+
–
+
–
a
b
I1 IN IN
IN
I2 = 0
FIG. 4.64
Determinación de IN en la red de la figura 4.62.�����	�����	�
��	�primero en el desarrollo del teorema de Thévenin. Una simple conversiónsarrollo del teoindica que los circuitos de Thévenin son, en realidad, los mismos (figuraindica que los circuitos de Thévenin son, en realidad, los mismos (figura4.66).4.66).FIG. 4.64G. 4.64Determinación de IDeterminación de INNI en la red de la figura 4.62.en la red de la figura 4.62.
TEOREMA DE NORTON ⏐⏐⏐ 153
EJEMPLO 4.12 Determine el circuito equivalente de Norton de la red ex-
terna para el resistor de 9 � en la figura 4.67.
Solución:
Pasos 1 y 2: Vea la figura 4.68.
Th
RLRN = 2 �IN = 3 A
a
b
FIG. 4.65
Sustitución del circuito equivalente de Norton de 
la redexterna al resistor RL en la figura 4.61.
RTh = RN = 2 �
IN RN = 2 �
3 A
a
b
ETh = IN RN = (3 A)(2 �) = 6 V
a
b
+
–
FIG. 4.66
Conversión del circuito equivalente de Norton en la figura 4.65 
a un circuito equivalente de Thévenin.
R2 4 �
R1
5 �
10 A
a
b
I
FIG. 4.68
Identificación de las terminales 
de interés particular en la red 
de la figura 4.67.
R2 4 �
R1
5 �
a
b
RN
FIG. 4.69
Determinación de RN en la red 
de la figura 4.68.
10 A R2
4 �
R1
5 �
a
b
IN
R1 5 �
b a
IR2 4 �
I
IN
10 A
FIG. 4.70
Determinación de IN en la red de la figura 4.68.
9 � RL 9 �IN 5.56 A
a
b
RN
FIG. 4.71
Sustitución del circuito equivalente de Norton de
la red externa al resistor RL en la figura 4.67.
R1
5 �
10 A
a
b
RL 9 �R2 4 �
I
FIG. 4.67
Ejemplo 4.12.
Paso 3: Vea la figura 4.69, y
Paso 4: Como se muestra en la figura 4.70, la corriente de Norton es la
misma que la corriente a través del resistor de 4 �. Aplicando la regla di-
visora de corriente obtenemos
Paso 5: Vea la figura 4.71.
IN �
R1I
R1 � R2
�
15 � 2 110 A 2
5 � � 4 � �
50 A
9
� 5.56 A
RN � R1 � R2 � 5 � � 4 � � 9 �
�����	�����	�
��	�FIG. 4.70FIG�� �	�����Determinación de IDeterminación NNI en la red de la figura 4.68.n la red de la figura 4.68 FIG. 4.71Sustitución del circuito equivalente de Norton deustitución del circuito equivalente de Norton dela red externa al resistor Rla red externa al resisto L en la figura 4.67.en la figura 4.
154 ⏐⏐⏐ TEOREMAS DE RED
EJEMPLO 4.13 (Dos fuentes) Determine el circuito equivalente de Norton
de la parte de la red a la izquierda de a-b en la figura 4.72.
Th
R3 9 �
R4 10 �R2 6 �
R1 4 �
E1 7 V
I 8 A
E2 12 V
b
a
+
– +
–
FIG. 4.72
Ejemplo 4.13.
R1 4 �
R2 6 �
E1 7 V
I 8 A
a
b
+
–
FIG. 4.73
Identificación de las terminales de interés
particular en la red de la figura 4.72.
R1 4 �
R2 6 �
a
b
RN
FIG. 4.74
Determinación de RN en la red de la figura 4.73.
Solución:
Pasos 1 y 2: Vea la figura 4.73.
Paso 3: Vea la figura 4.74, y
Paso 4: (Utilizando la superposición) Para la batería de 7 V (figura 4.75),
Para la fuente de 8 A (figura 4.76), vemos que tanto R1 como R2 se pusieron
“en cortocircuito” mediante la conexión directa entre a y b, e
El resultado es
Paso 5: Vea la figura 4.77.
IN � I–N � I¿N � 8 A � 1.75 A � 6.25 A
I–N � I � 8 A
I¿N �
E1
R1
�
7 V
4 �
� 1.75 A
RN � R1 � R2 � 4 � � 6 � �
14 � 2 16 � 2
4 � � 6 �
�
24 �
10
� 2.4 �
R2 6 �
R1 4 �
En cortocircuito
E1 7 V
a
b
I�N
+
–
I�N
I�N
FIG. 4.75
Determinación de la contribución a IN
de la fuente de voltaje E1.
R1 4 �
R2 6 �I 8 A
I �N
a
b
I �N I �N
I �N
En cortocircuito
FIG. 4.76
Determinación de la contribución a IN
de la fuente de corriente I.
IN 6.25 A
R3 9 �
RN = 2.4 �
E2 12 V
R4 10 �
a
b
+
–
FIG. 4.77
Sustitución del circuito equivalente de Norton para la red a la izquierda
de las terminales a-b en la figura 4.72.
Procedimiento experimental
La corriente de Norton se mide de la misma manera en que se describió para
la corriente de cortocircuito (Isc) en la red de Thévenin. Como las resis-
tencias de Norton y Thévenin son las mismas, pueden seguirse los mismos
procedimientos descritos para la red de Thévenin.�����	�����	�
��	�FIG. 4.76G. 4.76Determinación de la contribución a IDeterminación de la contribución a INNIIde la fuente de corriente I.de la fuente de corriente I. La corriente de Norton se mide de la misma manera en que se describió paraorton se mide dla corriente de cortocircuito (la corriente de cortocircuito (IIscscII ) en la red de Thévenin. Como las resis-) en la red de Thévenin. Como las resis-tencias de Norton y Thévenin son las mismas, pueden seguirse los mismostencias de Norton y Thévenin son las mismas, pueden seguirse los mismosprocedimientos descritos para la red de Thévenin.procedimientos descritos para la red de Théveni
TEOREMA DE TRANSFERENCIA DE POTENCIA MÁXIMA ⏐⏐⏐ 155
4.5 TEOREMA DE TRANSFERENCIA 
DE POTENCIA MÁXIMA
Cuando se diseña un circuito, a menudo es importante ser capaz de responder
una de las siguientes preguntas:
¿Qué carga debe aplicarse a un sistema para que reciba la potencia
máxima de éste?
A la inversa:
Para una carga particular, ¿qué condiciones deben imponerse a la fuente
para que proporcione la potencia máxima disponible?
Aun cuando una carga no puede ajustarse al valor que originaría la trans-
ferencia de potencia máxima, a menudo es útil tener una idea del valor que
extraerá la potencia máxima de modo que pueda compararlo con la carga dis-
ponible. Por ejemplo, si un diseño demanda una carga de 100 �, para asegu-
rarse de que la carga recibe la potencia máxima, si utilizamos un resistor de 
1 � o 1 k� obtendríamos una transferencia de potencia mucho menor que la
máxima posible. Sin embargo, si utilizamos una carga de 82 � o 120 � proba-
blemente obtendríamos un nivel bastante bueno de transferencia de potencia.
Por fortuna, el proceso de determinar la carga que recibirá la potencia
máxima de un sistema particular es bastante simple debido al teorema de
transferencia de potencia máxima, el cual establece lo siguiente:
Una carga recibirá una potencia máxima de una red cuando su
resistencia sea exactamente igual a la resistencia de Thévenin de 
la red aplicada a la carga. Es decir,
(4.2)
En otras palabras, para el circuito equivalente de Thévenin de la figura 4.78,
cuando la carga se hace igual a la resistencia de Thévenin, la carga recibirá
la potencia máxima de la red.
Utilizando la figura 4.78, con RL � RTh, podemos determinar la potencia
máxima suministrada a la carga determinando primero la corriente:
Luego sustituimos en la ecuación de potencia:
y (4.3)
Para demostrar que la potencia máxima sí se transfiere a la carga en las
condiciones antes definidas, considere el circuito equivalente de Thévenin
de la figura 4.74.
Antes de entrar en detalles, sin embargo, si tuviera que adivinar qué valor
de RL produciría una transferencia de potencia máxima a RL, quizá pensaría
que cuanto más pequeño es el valor de RL, es mejor porque la corriente al-
canza un máximo cuando se eleva al cuadrado en la ecuación de potencia. 
El problema es, sin embargo, que en la ecuación PL � I 2LRL, la resistencia de
la carga es un multiplicador. A medida que se hace más pequeña, forma un
producto más pequeño. Entonces, de nuevo, usted podría sugerir valores
más grandes de RL porque el voltaje de salida se incrementa, y la potencia
está determinada por PL � V 2L�RL. Esta vez, sin embargo, la resistencia de 
PLmáx �
E 2Th
4RTh
PL � I 2LRL � a ETh2RTh b
21RTh 2 � E
2
ThRTh
4R2Th
IL �
ETh
RTh � RL
�
ETh
RTh � RTh
�
ETh
2RTh
RL � RTh
Th
RL = RTh
IRTh
ETh
+
–
FIG. 4.78
Definición de las condiciones para la transferencia
de potencia máxima a una carga utilizando 
el circuito equivalente de Thévenin.
RL
IL
RTh
ETh
+
–
9 �
60 V VL
PL
+
–
FIG. 4.79
Red equivalente de Thévenin que se utilizará 
para validar el teorema de transferencia 
de potencia máxima.�����	�����	�
��	�la carga es un multiplicador. A medida que se hace más pequeña, forma unor. A medida que se hace más pequeña, forma unproducto más pequeño. Entonces, de nuevo, usted podría sugerir valoresroducto más pequeño. Entonces, de nuevo, usted podría sugerir valoresmás grandes de más grandes de RLL porque el voltaje de salida se incrementa, y la potenciaporque el voltaje de salida se incrementa, y la potenciaestá determinada por está determinada po PLLP � VV 2LV �RL. Esta vez, sin embargo, la resistencia de Esta vez, sin embargo, la resistencia de pa a valida el teo e a det a sfe e ciade potencia máxima.p
156 ⏐⏐⏐ TEOREMAS DE RED
la carga está en el denominador de la ecuación y hace que la potencia resul-
tante se reduzca. Obviamente debe hacerse un balance entre la resistencia de
la carga y la corriente o el voltaje resultantes. El siguiente planteamiento de-
muestra que
la transferencia de potencia máxima ocurre cuando el voltaje y la corriente
de la carga son la mitad de sus valores máximos posibles.
Para el circuito de la figura 4.79, la corriente a través de la carga está de-
terminada por
El voltaje está determinado por
y la potencia por
Si tabulamos las tres cantidades contra un intervalo de valores de RL de 
0.1 � a 30 �, obtenemos los resultados que aparecen en la tabla 4.1. Observe
en particular que cuando RL es igual a la resistencia de 9 �, la potencia alcanza
un valor máximo de 100 W, la corriente es de 3.33 A, o de la mitad de su valor
PL � I 2LRL � a 60 V9 � � RL b
21RL 2 � 3600RL19 � � RL 22
VL �
RLETh
RL � RTh
�
RL160 V 2
RL � RTh
IL �
ETh
RTh � RL
�
60 V
9 � � RL
Th
TABLA 4.1
RL (�) PL (W) IL (A) VL (V)
0.1 4.35 6.60 0.66
0.2 8.51 6.52 1.30
0.5 19.94 6.32 3.16
1 36.00 6.00 6.00
2 59.50 5.46 10.91
3 75.00 5.00 15.00
4 85.21 4.62 18.46
5 91.84 4.29 21.43
6 96.00 4.00 24.00
7 98.44 Se incre- 3.75 Se reduce 26.25 Se incre-
8 99.65 menta 3.53 28.23 menta
9 (RTh) 100.00 (Máxima) 3.33 (Imáx/2) 30.00 (ETh/2)
10 99.72 3.16 31.58
11 99.00 3.00 33.00
12 97.96 2.86 34.29
13 96.69 2.73 35.46
14 95.27 2.61 36.52
15 93.75 2.50 37.50
16 92.16 2.40 38.40
17 90.53 2.31 39.23
18 88.89 2.22 40.00
19 87.24 2.14 40.71
20 85.61 2.07 41.38
25 77.86 1.77 44.12
30 71.00 1.54 46.15
40 59.98 1.22 48.98
100 30.30 0.55 55.05
500 6.95 Se reduce 0.12 Se reduce 58.94 Se incre-
1000 3.54 0.06 59.47 menta�����	�����	�
��	������	�
 �6.95 Se reduc�����	�
 �1000 3. 0.06 59.47 menta�� 	
TEOREMA DE TRANSFERENCIA DE POTENCIA MÁXIMA ⏐⏐⏐ 157
máximo de 6.60 A (como resultaría con un cortocircuito a través de las termi-
nales de salida), y el voltaje a través de la carga es de 30 V, o de la mitad de su
valor máximo de 60 V (como resultaría con un circuito abierto a través de sus
terminales de salida). Como puede ver, no hay duda de que la potencia máxima
se transfiere a la carga cuando ésta es igual al valor de Thévenin.
En la figura 4.80 se proporciona la potencia suministrada a la carga con-
tra el intervalo de valores del resistor. Observe en particular que con valores
de resistencia de carga menores que el valor de Thévenin, el cambio es
dramático a medida que tiende al valor pico. Sin embargo, con valores mayo-
res que el valor de Thévenin, la caída es mucho más gradual. Esto es impor-
tante porque nos indica lo siguiente:
Si la carga aplicada es menor que la resistencia de Thévenin, la potencia
transferida a la carga se reduce con rapidez a medida que se hace más
pequeña. Sin embargo, si la carga aplicada es mayor que la resistencia
de Thévenin, la potencia transferida a la carga no se reducirá tan
rápidamente a medida que se incrementa.
Por ejemplo, la potencia transferida a la carga es por lo menos de 90 W
en el intervalo de valores de aproximadamente 4.5 � a 9 � por debajo del
valor pico, pero es al menos del mismo nivel en un intervalo de valores de
aproximadamente 9 � a 18 � por encima del valor pico. El intervalo por 
debajo del valor pico es de 4.5 �, mientras que por encima del valor pico 
es casi el doble en 9 �. Como se mencionó antes, si las condiciones de trans-
ferencia máxima no pueden establecerse, por lo menos ahora sabemos por 
la figura 4.80 que cualquier resistencia relativamente cercana al valor de
Thévenin produce una fuerte transferencia de potencia. Valores más distan-
tes como 1 � o 100 � dan por resultado niveles mucho más bajos.
Es particularmente interesante trazar la potencia transferida a la carga
contra la resistencia de ésta en una escala logarítmica, como se muestra en la
figura 4.81. Los logaritmos se estudiarán a detalle en el capítulo 16, pero por
Th
PL
PL (W)
0 5 9 10 15 20 25 30 RL (�)
10
20
30
40
50
60
70
80
90
RL = RTh = 9 �
PLmáx = 100
RTh
FIG. 4.80
PL contra RL en la red de la figura 4.79.
�����	�����	�
��	�Es particularmente interesante trazar la potencia transferida a la cargaeresante trazar la potencia transferida a la cargacontra la resistencia de ésta en una escala logarítmica, como se muestra en laontra la resistencia de ésta en una escala logarítmica, como se muestra en lafigura 4.81. Los logaritmos se estudiarán a detalle en el capítulo 16, pero porfigura 4.81. Los logaritmos se estudiarán a detalle en el capítulo 16, pero por
158 ⏐⏐⏐ TEOREMAS DE RED
ahora observe que la separación entre los valores de RL no es lineal, pero la
distancia, entre las potencias de diez (como 0.1 y 1, 1 y 10, 10 y 100) son
iguales. La ventaja de la escala logarítmica es que puede trazarse un amplio
intervalo de valores de resistencia en una gráfica relativamente pequeña.
Observe en la figura 4.81, que el resultado es una curva uniforme en
forma de campana simétrica con respecto a la resistencia de Thévenin de 
9 �. Con 0.1 �, la potencia se redujo a aproximadamente el mismo nivel
que con 1000 �, y con 1 � y 100 �, la potencia se redujo a aproximada-
mente 30 W.
Aunque todo el análisis anterior se concentra en la potencia transferida 
a la carga, es importante recordar lo siguiente:
La potencia total suministrada por una fuente como ETh es absorbida
tanto por la resistencia equivalente de Thévenin como por la resistencia
de la carga. Cualquier potencia suministrada por la fuente que no llega 
a la carga se pierde en la resistencia de Thévenin.
En condiciones de potencia máxima, sólo la mitad de la potencia suminis-
trada por la fuente llega a la carga. Ahora eso suena desastroso, pero re-
cuerde que iniciamos con un voltaje y resistencia de Thévenin fijos, y que lo
anterior simplemente nos dice que debemos hacer que los dos niveles de re-
sistencia sean iguales si deseamos suministrar la potencia máxima a la
carga. En cuanto a eficiencia, estamos trabajando a un nivel de sólo 50%,
pero eso nos hace sentirnos bien porque estamos obteniendo potencia máxi-
ma de nuestro sistema.
La eficiencia de operación de cd se define como la relación de la poten-
cia suministrada a la carga (PL) a la potencia suministrada por la fuente (Ps).
Es decir,
(4.4)
Cuando RL � RTh,
 �
RTh
2RTh
� 100% �
1
2
� 100% � 50%
 h% �
I 2LRL
IL2RT
� 100% �
RL
RT
� 100% �
RTh
RTh � RTh
� 100%
h% �
PL
Ps
� 100%
Th
Escala logarítmica
P (W)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0.1 0.5 1 2 3 4 5678 10 20 30 40 100 1000 RL (�)
RL = RTh = 9 �
0.2
PL
PLmáx
Escala
lineal
FIG. 4.81
PL contra RL para la red de la figura 4.79.
�����	�����	�
��	��� RTh��22RRThh � 100%% �� 1�22 �� 100%100% �� 50%50%L TT T Th Th
TEOREMA DE TRANSFERENCIA DE POTENCIA MÁXIMA ⏐⏐⏐ 159
Para el circuito de la figura 4.79, si trazamos la eficiencia de operación
contra la resistencia de la carga, obtenemos la curva de la figura 4.82, la cual
muestra claramente que la eficiencia continúa elevándose hasta un nivel de
100% a medida que RL se hace más grande. Observe en particular que la 
eficiencia es de 50% cuando RL � RTh.
Para asegurarse de que está entendiendo perfectamente el efecto del teo-
rema de transferencia de potencia máxima y los criterios de eficiencia, con-
sidere el circuito de la figura 4.83, donde la resistencia de la carga se ajustó
a 100 � y la potencia suministrada a la resistencia de Thévenin y a la carga
se calculan como sigue:
con
y
Los resultados muestran claramente que la mayor parte de la potencia sumi-
nistrada por la batería está llegando a la carga, un atributo deseable por lo que
se refiere a eficiencia. Sin embargo, la potenciaque está llegando a la carga es
de sólo 30.3 W en comparación con los 100 W obtenidos en condiciones de po-
tencia máxima. En general, por consiguiente, aplican las siguientes directrices:
Si la eficiencia es el factor primordial, entonces la carga deberá ser
mucho más grande que la resistencia interna de la fuente. Si se desea la
transferencia de potencia máxima y la eficiencia es de menor interés,
entonces deben aplicarse las condiciones dictadas por el teorema de
transferencia de potencia máxima.
Una eficiencia relativamente baja de 50% puede tolerarse en situaciones en las
que los niveles de potencia son relativamente bajos, como en una amplia va-
riedad de sistemas electrónicos, donde la transferencia de potencia máxima del
sistema dado suele ser más importante. Sin embargo, cuando están implicados
grandes niveles de potencia, como en plantas generadoras de potencia, las efi-
ciencias de 50% no pueden tolerarse. De hecho, se dedica una gran cantidad 
de recursos e investigación para elevar las eficiencias de transmisión y gene-
ración de potencia en algunos puntos. La elevación del nivel de eficiencia de
una planta eléctrica de 10 GW de 94 a 95% (1% de incremento) puede ahorrar
0.1 GW o 100 millones de watts, de potencia; un enorme ahorro.
 PL � I 2LRL � 1550.5 mA 221100 � 2 � 30.3 W
 PRTh � I
2
LRTh � 1550.5 mA 2219 � 2 � 2.73 W
IL �
ETh
RTh � RL
�
60 V
9 � � 100 �
�
60 V
109 �
� 550.5 mA
Th
100
75
50
25
0 20 40 60 80 100 RL (�)
RL = RTh
%
10
η
≅ kRL � 100%%η
Tiende a 100%
FIG. 4.82
Eficiencia de operación contra valores crecientes de RL.
PE
PTh
PL
RL 100 �
ETh 60 V
RTh = 9 �
Flujo de potencia
FIG. 4.83
Examen de un circuito con alta eficiencia 
pero con un nivel de suministro de potencia 
a la carga relativamente bajo.
�����	�����	�
��	�ración de potencia en algunos puntos. La elevación del nivel de eficiencia denos puntos. La elevación del nivel de eficiencia deuna planta eléctrica de 10 GW de 94 a 95% (1% de incremento) puede ahorrarna planta eléctrica de 10 GW de 94 a 95% (1% de incremento) puede ahorrar0.1 GW o 100 millones de watts, de potencia; un enorme ahorro.0.1 GW o 100 millones de watts, de potencia; un enorme ahorro.
160 ⏐⏐⏐ TEOREMAS DE RED
En todos los análisis anteriores, se estudió el efecto de cambiar la carga
con una resistencia de Thévenin fija. Si examinamos la situación desde un
punto de vista diferente, podemos decir que
si la resistencia de la carga se mantiene fija y no es igual a la resistencia
equivalente de Thévenin aplicada, entonces deberá hacerse un esfuerzo
(si es posible) para rediseñar el sistema de modo que la resistencia
equivalente de Thévenin se aproxime más a la carga fija aplicada.
En otras palabras, si un diseñador enfrenta una situación donde la resistencia
se mantiene fija, deberá investigar si la sección de la fuente debe ser reem-
plazada o rediseñada para crear niveles de resistencia más parecidos para
producir niveles más altos de potencia suministrada a la carga.
Para el circuito equivalente de Norton que se muestra en la figura 4.84, 
la potencia máxima se suministrará a la carga cuando
(4.5)
Este resultado [ec.(4.5)] se aprovechará al máximo en el análisis de redes de
transistor, donde el modelo de circuito de transistor de mayor aplicación uti-
liza una fuente de corriente en lugar de una fuente de voltaje.
Para el circuito de Norton que se muestra en la figura 4.84,
(W) (4.6)
EJEMPLO 4.14 Un generador de cd, una batería y una fuente de laborato-
rio, se conectan a una carga resistiva RL como se muestra en la figura 4.85.
a. Para cada fuente, determine del valor de RL para la transferencia de po-
tencia máxima a RL.
b. En condiciones de potencia máxima, ¿cuáles son el nivel de corriente y
la potencia transferida a la carga con cada configuración?
c. ¿Cuál es la eficiencia de operación con cada una de las fuentes del in-
ciso (b)?
d. Si se aplicara una carga de 1 k� a la fuente de laboratorio, ¿cuál sería la
potencia suministrada a la carga? Compare su respuesta con el nivel del
inciso (b). ¿Cuál es el nivel de eficiencia?
e. Para cada fuente, determine el valor de RL para 75% de eficiencia.
PLmáx �
I 2NRN
4
 
RL � RN
Th
RL = RN
I
RNIN
FIG. 4.84
Definición de la condición de suministro 
de potencia máxima a una carga por medio 
del circuito equivalente de Thévenin.
RL
2.5 �Rint
–
+
E
RL
0.5 �Rint
E
RL
Rint
E
(a) Generador de cd (b) Batería (c) Fuente de laboratorio
+
–
+
–
120 V
20 �
12 V 0–40 V
FIG. 4.85
Ejemplo 4.14.
Soluciones:
a. Para el generador de cd,
RL � RTh � Rint � 2.5 ������	�����	�
��	�a. Para el generador de cd,rador de cdRRLL �� RRTh �� RRint �� 2.5��
TEOREMA DE TRANSFERENCIA DE POTENCIA MÁXIMA ⏐⏐⏐ 161Th
Para la batería de 12 V de automóvil,
Para la fuente de laboratorio de cd,
b. Para el generador,
Para la batería de 12 V de automóvil,
Para la fuente de laboratorio de cd,
c. Todas están operando con un nivel de eficiencia de menos de 50%
porque RL � RTh.
d. La potencia transferida a la carga se calcula como sigue:
y PL � I 2LRL � 139.22 mA 2211000 � 2 � 1.54 W
IL �
E
Rint � RL
�
40 V
20 � � 1000 �
�
40 V
1020 �
� 39.22 mA
PLmáx �
E2Th
4RTh
�
E2
4Rint
�
140 V 22
4120 � 2 � 20 W
PLmáx �
E2Th
4RTh
�
E2
4Rint
�
112 V 22
410.05 � 2 � 720 W
PLmáx �
E2Th
4RTh
�
E2
4Rint
�
1120 V 22
412.5 � 2 � 1.44 kW
RL � RTh � Rint � 20 �
RL � RTh � Rint � 0.05 �
El nivel de potencia es considerablemente menor que los 20 W ob-
tenidos en el inciso (b). El nivel de eficiencia es
la cual es considerablemente más alta que la lograda en condiciones de
potencia máxima, aunque a expensas del nivel de potencia.
e. Para el generador de cd,
(h en forma decimal)
y
y (4.7)
Para la batería,
RL �
0.7510.05 � 2
1 � 0.75 � 0.15 �
RL �
0.7512.5 � 2
1 � 0.75 � 7.5 �
RL �
hRTh
1 � h
RL11 � h 2 � hRTh
hRTh � hRL � RL
h1RTh � RL 2 � RL
h �
RL
RTh � RL
h �
Po
Ps
�
RL
RTh � RL
 �
1.54 W
1.57 W � 100% � 98.09%
 h% �
PL
Ps
� 100%�
1.54 W
EIs
� 100% �
1.54 W
140 V 2 139.22 mA 2 �100%
�����	�����	�
��	�RLL �� 0.750 7510.05 � 2�	�11 � 0.750.75 �� 0.150.15 ��
162 ⏐⏐⏐ TEOREMAS DE RED
Para la fuente de laboratorio,
EJEMPLO 4.15 El análisis de una red de transistor produjo el equivalente
reducido mostrado en la figura 4.86.
a. Determine la resistencia de carga que producirá la transferencia de 
potencia máxima a la carga, y determine la potencia máxima sumi-
nistrada.
b. Si se cambiara la carga a 68 k�, ¿esperaría un nivel de transferencia de
potencia bastante alto a la carga, basado en los resultados del inciso (a)?
¿Cuál sería el nuevo nivel de potencia? ¿Se comprueba su suposición
inicial?
c. Si se cambiara la carga a 8.2 k�, ¿esperaría un nivel de transferencia de
potencia bastante alto a la carga basado en los resultados del inciso (a)?
¿Cuál sería el nuevo nivel de potencia? ¿Se comprueba su suposición
inicial?
Soluciones:
a. Reemplazando la fuente de corriente con un circuito abierto equiva-
lente se obtiene
Restaurando la fuente de corriente y determinando el voltaje de circuito
abierto en las terminales de salida se obtiene
Para una transferencia máxima a la carga,
con un nivel de potencia máxima de
b. Sí, porque la carga de 68 k� es mayor (observe la figura 4.80) que la
carga de 40 k�, pero de magnitud relativamente cercana.
Sí, el nivel de potencia de 0.93 W comparado con el nivel de 1 W del
inciso (a) comprueba la suposición.
c. No, la carga de 8.2 k� es bastante menor (observe la figura 4.80) que 
la carga de 40 k�.
Sí, el nivel de potencia de 0.57 W comparado con el nivel de 1 W del
inciso (a) comprueba la suposición.