El circuito equivalente (circuito equivalente, circuito equivalente) de un circuito es un circuito eléctrico en el que todos los elementos reales se reemplazan por sus circuitos equivalentes.
El circuito equivalente (circuito equivalente, circuito equivalente equivalente) de un elemento de circuito real es un circuito eléctrico de un circuito que consta de elementos de circuito idealizados, los voltajes y corrientes calculados en los terminales de los cuales coinciden con algún error con las corrientes y voltajes medidos en el terminales de un elemento real. Las ecuaciones para corrientes y voltajes del circuito equivalente de un elemento real son su modelo matemático.
Una de las principales tareas de la electrónica es el cálculo de circuitos eléctricos, es decir, obtener información cuantitativa detallada sobre los procesos que ocurren en este circuito. Sin embargo, es prácticamente imposible calcular un circuito arbitrario formado por componentes electrónicos reales . El cálculo se ve obstaculizado por el hecho de que simplemente no existen métodos para describir matemáticamente el comportamiento de los componentes electrónicos reales (por ejemplo, un transistor ) como un todo. Hay valores de parámetros individuales y dependencias experimentales, pero en la mayoría de los casos no es posible conectarlos en una sola fórmula exacta que describa completamente el comportamiento del componente.
Por otro lado, los elementos básicos idealizados de los circuitos electrónicos (por ejemplo, una resistencia ideal ) se describen con un aparato matemático excepcionalmente simple. Sin embargo, no existen en el mundo real. Entonces, cualquier resistencia (elemento real) tiene muchos parámetros parásitos : inductancia, capacitancia, dependencias de temperatura, etc.
La introducción del concepto de circuito equivalente permite “conectar” el mundo de los componentes reales y el mundo de sus aproximaciones ideales. El circuito equivalente es un circuito de solo componentes ideales que funciona de la misma manera que el circuito original. En el circuito equivalente de un elemento real, se pueden reflejar varios efectos parásitos, si es necesario: fuga, resistencia interna , etc. Dependiendo de la precisión requerida, se han desarrollado y se siguen desarrollando muchos circuitos equivalentes de un mismo elemento real. . Por ejemplo, se conocen cientos de circuitos equivalentes (modelos) de diferentes tipos de transistores.
Los circuitos equivalentes utilizan los elementos ideales enumerados a continuación. También se supone que las dimensiones geométricas del circuito equivalente son tan pequeñas que no hay efectos de líneas largas , es decir, el circuito equivalente se considera como un sistema con parámetros agrupados .
Para cualquier circuito eléctrico, puede hacer tantos circuitos equivalentes diferentes como desee; su número está limitado solo por consideraciones de conveniencia. Para un circuito, tiene sentido hacer varios circuitos equivalentes por las siguientes razones:
El circuito equivalente es un sistema lineal , por lo que los efectos no lineales de los circuitos reales no se pueden modelar dibujando circuitos equivalentes.
Una salida parcial de esta dificultad es considerar un sistema no lineal en una aproximación de pequeña señal para un punto de operación específico , donde los efectos no lineales son pequeños y pueden despreciarse. Este enfoque hace posible no describir efectos no lineales, sino limitarnos al caso en que son insignificantemente pequeños.
El circuito equivalente de un elemento real, descrito por ecuaciones diferenciales en derivadas ordinarias, no puede corresponder exactamente a un elemento real, cuyos procesos eléctricos se describen mediante ecuaciones diferenciales parciales (por ejemplo, muchas características de un diodo semiconductor se pueden obtener resolviendo la ecuación de Poisson para una unión p - n ).