impedancia de salida

En ingeniería eléctrica , la impedancia de salida de una red eléctrica es la medida de la oposición al flujo de corriente ( impedancia ), tanto estática ( resistencia ) como dinámica ( reactancia ), que se produce en la red de carga conectada a la fuente eléctrica . La impedancia de salida mide la tendencia de la fuente a experimentar una caída de tensión cuando la carga consume corriente. La red de la fuente es la parte de la red que transmite y la red de carga es la parte que consume.

Por este motivo, la impedancia de salida a veces se denomina impedancia de fuente o impedancia interna .

Todos los dispositivos y conexiones presentan resistencia y reactancia distintas de cero, por lo que ningún dispositivo puede ser una fuente perfecta. La impedancia de salida se utiliza a menudo para modelar la respuesta de la fuente al flujo de corriente. Parte de la impedancia de salida medida del dispositivo puede no existir físicamente dentro del mismo; algunas son anomalías debidas a las propiedades químicas, termodinámicas o mecánicas de la fuente. Esta impedancia puede imaginarse como una impedancia en serie con una fuente de voltaje ideal o en paralelo con una fuente de corriente ideal ( véase : Circuitos en serie y en paralelo ).

Las fuentes se modelan como fuentes ideales (ideales en el sentido de que mantienen siempre el valor deseado) combinadas con su impedancia de salida. La impedancia de salida se define como esta impedancia modelada y/o real en serie con una fuente de voltaje ideal. Matemáticamente, las fuentes de corriente y voltaje se pueden convertir entre sí utilizando el teorema de Thévenin y el teorema de Norton .

En el caso de un dispositivo no lineal , como un transistor , el término "impedancia de salida" generalmente se refiere al efecto sobre una señal de pequeña amplitud, y variará con el punto de polarización del transistor, es decir, con la corriente continua (CC) y el voltaje aplicados al dispositivo.

La resistencia de fuente de un dispositivo puramente resistivo se puede determinar experimentalmente aumentando gradualmente la carga hasta que la tensión en la carga (CA o CC) sea la mitad de la tensión en circuito abierto. En este punto, la resistencia de carga y la resistencia interna son iguales.

Se puede describir con mayor precisión registrando las curvas de voltaje frente a corriente para diferentes cargas y calculando la resistencia mediante la ley de Ohm . (La resistencia interna puede variar según el tipo de carga o la frecuencia, especialmente en dispositivos como las baterías químicas).

La impedancia generalizada de la fuente para un dispositivo fuente reactivo (inductivo o capacitivo) es más compleja de determinar y, por lo general, se mide con instrumentos especializados, en lugar de realizar numerosas mediciones a mano.

La impedancia de salida real (Z _S ) de un amplificador de potencia suele ser inferior a 0,1  Ω, pero rara vez se especifica. En su lugar, está "oculta" dentro del parámetro del factor de amortiguación , que es:

${\displaystyle DF={\frac {Z_{\mathrm {L} }}{Z_{\mathrm {S} }}}}$

Resolviendo para Z _S ,

${\displaystyle Z_{\mathrm {S} }={\frac {Z_{\mathrm {L} }}{DF}}}$

Indica la impedancia de fuente pequeña (impedancia de salida) del amplificador de potencia. Esta se puede calcular a partir de la impedancia Z _L del altavoz (normalmente 2, 4 u 8 ohmios) y el valor del factor de amortiguación.

En audio y alta fidelidad , la impedancia de entrada de los componentes suele ser varias veces mayor (técnicamente, más de 10) que la impedancia de salida del dispositivo conectado. Esto se conoce como puenteo de impedancia o puenteo de voltaje.

En este caso, Z _L >> Z _S , (en la práctica:) DF > 10

En sistemas de vídeo, radiofrecuencia y otros, las impedancias de entrada y salida son iguales. Esto se conoce como adaptación de impedancias o conexión adaptada.

En este caso, Z _S = Z _L , DF = 1/1 = 1 .

La impedancia de salida real de la mayoría de los dispositivos no coincide con la impedancia de salida nominal. Un amplificador de potencia puede tener una impedancia nominal de 8 ohmios, pero la impedancia de salida real variará según las condiciones del circuito. La impedancia de salida nominal es aquella en la que el amplificador puede suministrar su máxima potencia sin fallar.

La resistencia interna es un concepto que ayuda a modelar las consecuencias eléctricas de las complejas reacciones químicas que ocurren dentro de una batería . Es imposible medir directamente la resistencia interna de una batería, pero se puede calcular a partir de los datos de corriente y voltaje medidos en un circuito. Cuando se aplica una carga a una batería, la resistencia interna se puede calcular mediante las siguientes ecuaciones:

${\displaystyle {\begin{aligned}R_{B}&=\left({\frac {Vs}{I}}\right)-R_{L}\\&={\frac {V_{S}-V_{L}}{I}}\end{aligned}}}$

dónde

${\displaystyle R_{B}}$es la resistencia interna de la batería

${\displaystyle V_{S}}$es el voltaje de la batería sin carga

${\displaystyle V_{L}}$es el voltaje de la batería con una carga

${\displaystyle R_{L}}$es la resistencia total del circuito

${\displaystyle I}$es la corriente total suministrada por la batería

La resistencia interna varía con la antigüedad de la batería, pero en la mayoría de las baterías comerciales la resistencia interna es del orden de 1  ohmio.

Cuando hay una corriente a través de una celda, la fuerza electromotriz medida es menor que cuando no hay corriente suministrada por la celda. La razón de esto es que parte de la energía disponible de la celda se utiliza para impulsar cargas a través de ella. Esta energía se desperdicia debido a la llamada "resistencia interna" de esa celda. Esta energía desperdiciada se manifiesta como una pérdida de voltaje. La resistencia interna es${\displaystyle r={\frac {E-V_{L}}{I}}}$.

• impedancia eléctrica
• impedancia de entrada
• impedancia nominal
• Factor de amortiguación
• divisor de voltaje
• modelo de señal pequeña de efecto temprano
• Resistencia serie equivalente
• Ganancia de potencia

• Tocci, Ronald J. (1975). "11". Fundamentos de dispositivos electrónicos (2ª  ed.). Merril. págs. 243-246 . ISBN  978-0-675-08771-1Consultado el 27 de octubre de 2011 .

• Cálculo del factor de amortiguación y la amortiguación del puente de impedancia