Importancia de los teoremas de Norton y Thevenin

El teorema de Thevenin es extremadamente importante en la práctica. Cada vez que un ingeniero habla de impedancia de entrada o salida (o resistencia, si está preocupado solo en DC) está aplicando ese teorema implícitamente.

Además, el teorema se aplica cada vez que un ingeniero intenta estimar la impedancia de entrada o salida de un circuito complejo, donde muchos componentes están conectados entre sí. Generalmente, la aplicación del teorema se realiza visualmente, sin hacer cálculos explícitos si el circuito es relativamente simple. Pero en algunos casos es posible que se necesiten algunos cálculos de respaldo.

Piense en este ejemplo común: cada vez que habla sobre la resistencia interna de una batería, implícitamente está aplicando el teorema de Thevenin. No hay una resistencia real en una celda, además de la pequeña resistencia de los cables de conexión. La resistencia interna es la forma en que Thevenin modela la resistencia de los cables de conexión junto con todos los fenómenos resistivos que tienen lugar en la química de la batería .

Por las mismas razones se usa su doble gemelo, el teorema de Norton (un poco menos comúnmente).

Y solo para decirle algo que rara vez está escrito en los libros de análisis de circuitos básicos, aunque esos teoremas son estrictamente válidos solo si el circuito que se está sustituyendo es lineal, de hecho, se aplican también a circuitos no lineales, si se cumplen las condiciones apropiadas .

Tomemos como ejemplo la salida de una puerta lógica. Verá que a veces, cuando se discuten problemas de fan-out o cuando se conectan cosas analógicas a esa salida, hablamos de la impedancia de salida de la puerta, que en sí misma debería ser tabú, ya que las puertas son dispositivos muy no lineales. Pero si considera las dos situaciones separadas de cuando la salida es alta y cuando la salida es baja, puede hablar sobre la impedancia de salida, que por supuesto podría ser diferente en las dos situaciones.

Lo que un ingeniero rara vez usa en la práctica, especialmente hoy en día en la era de los simuladores SPICE, son todos esos métodos para calcular todas las cantidades eléctricas en un circuito, como el análisis nodal o de malla y similares. Aunque un ingeniero debe conocerlos por razones teóricas, dedicar demasiado tiempo a convertirse en el maestro de la resolución del análisis nodal no es un tiempo bien empleado. Mucho mejor aprender cómo aplicar los teoremas de Thevenin's y Norton (y un par de otros trucos) de un vistazo, incluso en circuitos complicados.

Si realmente desea comprender cómo piensa un ingeniero de diseño real, pruebe el excelente libro de Horowitz y Hill: The Art of Electronics . Un poco caro, pero es un monstruo de 1200 páginas que cubre la mayoría de los aspectos del diseño electrónico y está escrito en un estilo muy fácil de leer.