Sistemas Eléctricos: Teorema de Thevenin

En la teoría de circuitos eléctricos, el teorema de Thévenin establece que si una parte de un circuito eléctrico lineal está comprendida entre dos terminales A y B, esta parte en cuestión puede sustituirse por un circuito equivalente que esté constituido únicamente por un generador de tensión en serie con una resistencia, de forma que al conectar un elemento entre los dos terminales A y B, la tensión que cae en él y la intensidad que lo atraviesa son las mismas tanto en el circuito real como en el equivalente. El teorema de Thévenin fue enunciado por primera vez por el científico alemán Hermann von Helmholtz en el año 1853, pero fue redescubierto en 1883 por el ingeniero de telégrafos francés Léon Charles Thévenin (1857–1926), de quien toma su nombre. El teorema de Thévenin es el dual del teorema de Norton

Equivalente de Thevenin

Una vez calculado estos valores (RTH y VTH), la resistencia de carga se puede volver a conectar a este "circuito equivalente de Thevenin" y los cálculos se llevan a cabo como si todo el circuito original no fuera más que un simple circuito en serie.
La ventaja de realizar la "conversión de Thevenin" al circuito más simple, es que la tensión de carga y la corriente de carga sean mucho más fáciles de resolver que en la circuito original. Además la RL puede cambiar de valor, pero los valores de thevenin siguen siendo los mismos, con lo que aunque cambiemos la carga, la solución con la nueva carga se hace muy sencilla.
Veamos como podemos calcular la RTH y VTH (resistencia y tensión de thevenin) y simplificar el circuito. Luego haremos algunos ejercicios de demostración explicados.
Si te fijas en la imagen de arriba, todo el circuito en rojo es el que vamos a simplificar por uno equivalente de thevenin.

Aplicaciones

Thevenin en un circuito. La aplicación del teorema de Thevenin se basa en el análisis del circuito con la finalidad de poder hallar el voltaje de circuito abierto luego cortocircuitando los terminales abiertos del VR, calculamos la corriente que pasa por el cable que nos cortocircuita las terminales siendo esta la corriente de Norton, luego de tener estos dos valores, procedemos a calcular la equivalente de Thevenin, estos cálculos se hacen con la finalidad de poder sustituir todas las fuentes de corrientes o voltajes del circuito por única fuente con el valor de VR en serie con la equivalente calculada de Thevenin colocando luego en los terminales abiertos la carga para la que fueron hallados los parámetros de Thevenin y Norton, estos teoremas nos permiten calcular mucho más fácilmente cualquier tipo de circuito complicado de cualquier electrodoméstico que podamos tener en el hogar

Paso a paso

1. Encuentra la resistencia de Thevenin eliminando todas las fuentes de alimentación en el circuito original (fuentes de tensión en cortocircuito y fuentes de corriente abiertas) y calculando la resistencia total entre los puntos de conexión de la resistencia de carga.

2. Encuentra la tensión de la fuente de Thevenin eliminando la resistencia de carga del circuito original y calculando el voltaje a través de los puntos de conexión abiertos donde solía estar la resistencia de carga (A y B).

3. Dibuja el circuito equivalente de Thevenin, con la fuente de tensión de Thevenin en serie con la resistencia de Thevenin. La resistencia de carga se vuelve a conectar entre los dos puntos abiertos del circuito equivalente (A y B).

4. Analiza la tensión y corriente para la resistencia de carga siguiendo las reglas para circuitos en serie.