Impedancia de salida

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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 ), en la red de carga que se está conectando y que es interna a la fuente eléctrica . La impedancia de salida es una medida de la propensión de la fuente a caer en voltaje cuando la carga consume corriente, siendo la red de la fuente la parte de la red que transmite y la red de carga la parte de la red que consume.

Debido a esto, la impedancia de salida a veces se denomina impedancia de fuente o impedancia interna .

Todos los dispositivos y conexiones tienen una resistencia y reactancia distintas de cero y, por lo tanto, 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. Es posible que una parte de la impedancia de salida medida del dispositivo no exista físicamente dentro del dispositivo; algunas son artefactos que se deben a las propiedades químicas, termodinámicas o mecánicas de la fuente. Esta impedancia se puede imaginar como una impedancia en serie con una fuente de voltaje ideal o en paralelo con una fuente de corriente ideal ( consulte : Circuitos en serie y en paralelo ).

Las fuentes se modelan como fuentes ideales (por ideal se entiende fuentes que siempre mantienen 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 tensión ideal. Matemáticamente, las fuentes de corriente y tensión 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 la fuente de un dispositivo puramente resistivo se puede determinar experimentalmente al cargar el dispositivo cada vez más hasta que el voltaje a través de la carga (CA o CC) sea la mitad del voltaje del circuito abierto. En este punto, la resistencia de carga y la resistencia interna son iguales.

Se puede describir con mayor precisión haciendo un seguimiento de las curvas de voltaje versus corriente para varias cargas y calculando la resistencia a partir de la ley de Ohm . (La resistencia interna puede no ser la misma para diferentes tipos de carga o en diferentes frecuencias, especialmente en dispositivos como baterías químicas).

La impedancia de fuente generalizada de un dispositivo fuente reactivo (inductivo o capacitivo) es más complicada de determinar y generalmente se mide con instrumentos especializados, en lugar de tomar muchas mediciones a mano.

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

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

Resolviendo para Z _S ,

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

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

En general, en audio y alta fidelidad , la impedancia de entrada de los componentes es varias veces (técnicamente, más de 10) la impedancia de salida del dispositivo conectado a ellos. Esto se denomina puenteo de impedancia o puenteo de tensión.

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

En sistemas de video, RF y otros, las impedancias de las entradas y las salidas son las mismas. Esto se denomina adaptación de impedancia 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 es la misma que 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 la impedancia a la que el amplificador puede entregar su máxima cantidad de potencia sin fallar.

La resistencia interna es un concepto que ayuda a modelar las consecuencias eléctricas de las reacciones químicas complejas 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 a partir de 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 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 edad de la batería, pero para 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 fem 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 la celda. Esta energía se desperdicia por la llamada "resistencia interna" de esa celda. Esta energía desperdiciada se muestra como voltaje perdido. La resistencia interna es .${\displaystyle r={\frac {E-V_{L}}{I}}}$

• Impedancia eléctrica
• Impedancia de entrada
• Impedancia nominal
• Factor de amortiguamiento
• Divisor de voltaje
• Modelo de pequeña señal con efecto temprano
• Resistencia en serie equivalente
• Ganancia de potencia

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

• Cálculo del factor de amortiguamiento y amortiguamiento del puente de impedancia