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 solo se trata de CC), 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. Usualmente la aplicación del teorema se hace visualmente, sin hacer cálculos explícitos si el circuito es relativamente simple. Pero en algunos casos pueden ser necesarios algunos cálculos al dorso del sobre.

Piense en este ejemplo común: cada vez que habla sobre la resistencia interna de una celda de 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 de Thevenin de modelar 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 gemelo dual, el teorema de Norton (un poco menos comúnmente).

Y solo para decirle algo que rara vez se escribe en los libros de análisis de circuitos básicos, aunque esos teoremas son estrictamente válidos solo si el circuito que se sustituye 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 un tabú, ya que las puertas son dispositivos fuertemente 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 debería conocerlos por razones teóricas, dedicar demasiado tiempo a convertirse en el maestro de la resolución del análisis nodal no es un tiempo bien invertido. Es mucho mejor aprender a aplicar los teoremas de Thevenin y Norton (y un par de trucos más) de un vistazo, incluso en circuitos complicados.

Si realmente quiere entender cómo piensa un verdadero ingeniero de diseño, 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.