O que é um circuito equivalente?

Um circuito equivalente é um modelo simplificado de um circuito existente que simplifica bastante a análise de um circuito original. Qualquer circuito terá um equivalente para parâmetros específicos, como frequência do sinal, temperatura do componente e outros fatores, como entradas do transdutor. Os circuitos originais podem ter uma fonte de tensão com resistência interna e vários resistores externos, enquanto os circuitos equivalentes, em análise de corrente contínua (CC), serão uma fonte de tensão e resistência interna única, ou a resistência líquida das resistências interna e externa. Existem circuitos equivalentes para todos os tipos de circuitos com todos os tipos de componentes.

A bateria comum da lanterna é classificada em 1,5 volts de corrente contínua (VDC). À medida que a bateria se esgota, um circuito equivalente continua mudando até que a bateria fique descarregada. A fonte de tensão ideal não possui resistência interna e, em série com uma resistência sempre crescente, é equivalente a uma bateria de 1,5 volts (V) do mundo real.

Os transformadores fornecem energia através de um enrolamento secundário quando a energia no enrolamento primário é fornecida. O circuito equivalente do transformador ajuda a explicar as características detalhadas do transformador do mundo real. Um transformador ideal não drena energia quando não há carga no enrolamento secundário, mas um transformador do mundo real com um enrolamento primário energizado e um enrolamento secundário desconectado ainda drena a energia. O circuito equivalente do transformador, devido à natureza das perdas do núcleo, apresentará uma resistência paralela do núcleo, ou uma resistência que não existe, mas pode ser vista pela fonte de energia. Um circuito equivalente ao transformador possui um transformador ideal na saída com indutância, capacitância e resistência distribuídas múltiplas na entrada.

Os circuitos equivalentes para circuitos semicondutores variam dependendo da frequência, polaridade da tensão e amplitude do sinal. O circuito equivalente do diodo em polarização direta, ou estado condutor, é uma fonte de baixa tensão em série com baixa resistência. Por exemplo, um diodo de silício em polarização direta pode ter uma fonte de tensão equivalente a 0,6 VCC em série com um resistor de 0,01 ohm.

O modelo de circuito equivalente para motores também é determinado pelas rotações do rotor por minuto (RPM) e pelo torque de carga. Por exemplo, um motor DC com um rotor não rotativo se parece com dois eletroímãs no circuito equivalente do motor; a 0 RPM, o motor CC consome mais corrente. Se for permitido que o rotor gire, a resistência líquida distribuída do motor aumenta para os níveis normais e, portanto, a potência do motor cai para níveis normais. Quando o torque de carga é aplicado, o consumo de corrente do motor aumenta. O circuito equivalente do motor de indução inclui resistência equivalente do núcleo e indutância distribuída, capacitância e um transformador ideal que aciona o enrolamento da armadura.