¿Qué es una transformación de origen?

Una transformación de fuente es un proceso de representación de un circuito desde el punto de vista de la carga o del siguiente circuito. El concepto de transformación de la fuente sugiere que cualquier fuente de energía puede representarse como una fuente de voltaje o una fuente de corriente. Si se puede calcular la impedancia eléctrica presentada a la carga o al siguiente circuito, se simplifica el análisis del circuito. La transformación de fuente se aplica al diseño y prueba de varios tipos de circuitos, desde circuitos de corriente continua (CC) relativamente simples, para cálculos de potencia en estado estable, hasta circuitos más complejos. Para altas frecuencias de corriente alterna (CA), como las frecuencias de radio, la transformación de fuente ayuda a diseñar circuitos de adaptación de impedancia para una transferencia de potencia máxima.

Cualquier fuente de energía presentará impedancia bajo condiciones de CA. Las matemáticas involucradas en la representación de la impedancia en DC en estado estacionario se pueden describir fácilmente. Una batería o celda ordinaria y nueva de 1.5 voltios (V) tendrá un voltaje de circuito abierto de aproximadamente 1.5 V. Cuando esta batería se conecta a un equipo y se descarga la energía, el voltaje cae por debajo de 1.5 V. Es cierto que habrá una corriente distinta de cero de la batería.

Por ejemplo, si una batería de 1.5 V mide 1.4 V cuando una corriente de 0.01 amperios (A) fluye a través de ella, la batería se puede representar como una fuente de voltaje ideal de 1.5 V en serie con una resistencia interna. La resistencia interna tiene una caída de 0.1 V, que es la diferencia de la fuente de voltaje ideal interna y la salida de los terminales. Una corriente de 0.01 A indica que la resistencia de la batería tiene que ser 0.1 V / 0.01 A es igual a 10 ohmios. Los 10 ohmios son la resistencia interna calculada de la batería y se distribuyen dentro de la composición del electrolito y los electrodos dentro de la batería.

El teorema de Thevenin establece que cualquier fuente de energía es una fuente de voltaje ideal en serie con una resistencia interna. Para el análisis transitorio y de CA, el teorema de Thevenin todavía se aplica, pero la complejidad se manifiesta cuando se deben calcular los componentes resistivos, capacitivos e inductivos de la resistencia interna. En la impedancia más simple en condiciones de CC de estado estable, la batería interna puede estar representada por una red de resistencias con valores de resistencia que dependen de la temperatura y la corriente. Para describir el teorema de Thevenin en términos simples, la fuente de voltaje se trata como un cortocircuito, luego la resistencia observada en los terminales de salida se calculará utilizando la ley de Ohm que sugiere que se agregan resistencias en serie.

Según el teorema de Norton, la transformación de la fuente sugiere que la resistencia interna se calcula de la misma manera. En lugar de una fuente de voltaje de resistencia cero, se usa una fuente de corriente de resistencia infinita, pero los resultados son los mismos. El voltaje y la corriente calculados, y por lo tanto la potencia entregada a una carga externa, serán los mismos usando el teorema de Thevenin o Norton.