¿Qué es el equivalente de Thévenin?
El teorema de Thévenin establece que cualquier red lineal de dos terminales formada por fuentes de tensión, fuentes de corriente y resistencias puede sustituirse por una única fuente de tensión (\(V_{th}\)) en serie con una sola resistencia (\(R_{th}\)). Esto simplifica enormemente el análisis cuando solo te interesa lo que ocurre en un par de terminales concreto, por ejemplo al conectar una carga variable. Esta calculadora obtiene el equivalente a partir de dos medidas de laboratorio muy sencillas: la tensión en circuito abierto y la corriente de cortocircuito.
Cómo usar la calculadora
Introduce la tensión en circuito abierto (\(V_{oc}\)) —la tensión medida entre los terminales sin nada conectado— y la corriente de cortocircuito (\(I_{sc}\)) —la corriente que circula cuando los terminales se unen en cortocircuito—. La herramienta devuelve la tensión de Thévenin (igual a \(V_{oc}\)) y la resistencia de Thévenin (\(V_{oc}\) dividida entre \(I_{sc}\)).
La fórmula explicada
La tensión de Thévenin es, sencillamente, la tensión en los terminales en circuito abierto: \(V_{th} = V_{oc}\), ya que no circula corriente por la resistencia interna y, por tanto, no hay caída de tensión. La resistencia de Thévenin se obtiene cortocircuitando los terminales:
$$V_{th} = \text{Voc (V)} \qquad R_{th} = \frac{\text{Voc (V)}}{\text{Isc (A)}}$$Esto funciona porque, en cortocircuito, toda la tensión de la fuente cae sobre \(R_{th}\), que es la que impulsa la corriente de cortocircuito.
Ejemplo resuelto
Supongamos que mides \(V_{oc} = 12\ \text{V}\) y, al cortocircuitar los terminales, lees \(I_{sc} = 3\ \text{A}\). Entonces \(V_{th} = 12\ \text{V}\) y
$$R_{th} = \frac{12}{3} = 4\ \Omega$$La red original se comporta exactamente igual que una fuente de 12 V en serie con una resistencia de 4 ohmios.
Preguntas frecuentes
¿Por qué se divide la tensión entre la corriente de cortocircuito? Al cortocircuitar los terminales se elimina la carga externa, de modo que lo único que limita la corriente es la propia \(R_{th}\). La ley de Ohm nos da entonces \(R_{th} = V_{oc} / I_{sc}\).
¿Es Rth igual a la resistencia de Norton? Sí: los equivalentes de Thévenin y de Norton comparten la misma resistencia interna, e \(I_{sc}\) coincide con el valor de la fuente de corriente de Norton.
¿Y si Isc es cero? Una corriente de cortocircuito nula implica una resistencia infinita, por lo que no es posible calcular una \(R_{th}\) finita; la calculadora devuelve 0 para evitar la división entre cero.
