Teorema de Thevenin – Circuito equivalente

¿Qué dice el teorema de Thevenin?

El Teorema de Thevenin dice que: se puede simplificar cualquier circuito lineal, sin importar su complejidad, y obtener un circuito equivalente compuesto por una fuente de voltaje en serie con una resistencia.

El teorema de Thevenin sirve para convertir un circuito complejo, que tenga dos terminales entre los cuales quiero ver un circuito equivalente (imágenes # 1 y # 5), en uno muy sencillo que contenga solo una fuente de tensión o voltaje que llamaremos voltaje de Thevenin (VTh) en serie con una resistencia que llamaremos resistencia de Thevenin (RTh). (ver el último diagrama)

El circuito equivalente tendrá una fuente y una resistencia en serie, como ya se había dicho, en serie, con la resistencia que desde sus terminales observa la conversión (ver en la imagen # 5 la resistencia de 5 K al lado derecho).

Al conjunto del voltaje VTh y la resistencia RTh se le llama circuito equivalente de Thevenin.

Procedimiento para obtener el circuito equivalente de Thevenin

Ejemplo:

Se desea obtener el circuito equivalente de Thevenin del siguiente circuito, viéndolo desde los terminales que muestran las líneas de color gris (lado izquierdo de la resistencia de 5K).

Imagen # 1

Se separa la resistencia de 5 K del circuito original. Ver los dos terminales en la siguiente imagen.

Imagen # 2

Para obtener VTh se mide el voltaje en los dos terminales antes mencionados (Imagen # 3). El voltaje medido es el voltaje de Thevenin.

Imagen # 3

Para obtener RTh se reemplazan todas las fuentes de voltaje por corto circuito (ver la línea roja en la Imagen # 4) y se mide la resistencia que hay desde los dos terminales antes mencionados. La resistencia medida es la resistencia de Thevenin.

Imagen # 4

Con los datos encontrados se crea un nuevo circuito muy fácil de entender, al cual se le llama circuito Equivalente de Thevenin. Con este último circuito es muy fácil obtener la tensión, corriente y potencia que hay en la resistencia de 5 K. (Imagen # 5)

Imagen # 5

En este caso, VTh = 6 V y RTh = 15 K.

Rtotal = Rth + 5 K = 15 K + 5 K = 20 K.

Así, en la resistencia de 5 K:

• I (corriente) = Vth / Rtotal = 6 V / 20 K = 0.3 mA (miliamperios).
• V (voltaje) = I x R = (0.3 mA)(5 K) = 1.5 V. (voltios).
• P (potencia) = V x I = (1.5 V)(0.3 mA) = 0.45 mW (miliwatts).