Cuando la resistencia de la fuente de corriente y la resistencia externa (carga) de cierto circuito se igualan, ¿cómo y por qué la disipación de potencia es máxima? ¿Cuál es el suministro de corriente en este caso, es máximo o mínimo?

Debe tener un poco de cuidado al pensar en esto y en la terminología que usa para describir la situación.

En un circuito lineal de dos terminales que se puede modelar mediante una fuente de voltaje de suministro constante (Vs) y una impedancia de fuente constante (Rs), la disipación de potencia máxima se producirá cuando los dos terminales estén en cortocircuito . Esa disipación de potencia será la
  potencia máxima = (Vs) ^ 2 / Rs
Toda esta potencia se disipa en la impedancia de la fuente, a menudo no es muy útil. (Esto puede resultar muy útil en determinadas situaciones en las que la disipación de la potencia de carga por encima de un máximo puede provocar un incendio o una explosión u otros efectos nocivos).

Ocasionalmente, estamos interesados ​​en transferir la máxima potencia de la fuente a la impedancia de carga (Rl). Este puede ser el caso, por ejemplo, cuando la carga es una antena para transmisión de radio. Cuando la impedancia de carga es lineal, la ecuación que modela la potencia de carga se puede escribir como
  potencia de carga = (Vs / (Rs + Rl)) ^ 2 * Rl = Vs ^ 2 * Rl / (Rs + Rl) ^ 2)

Inspección de esta ecuación revelará que cuando Rl = 0, potencia de carga = 0. La potencia de carga también se acerca a cero cuando la impedancia de carga llega al infinito. Entre esos extremos, hay un máximo. Podemos encontrar ese punto diferenciando esta expresión con respecto a Rl
  d (potencia de carga) / dRl = Vs ^ 2 * (Rs-Rl) / (Rs + Rl) ^ 3
Esto será cero cuando Rs = Rl. Por lo tanto, la potencia de carga máxima se disipará cuando impedancia de carga = impedancia de la fuente . Vale la pena señalar que la impedancia de la fuente disipa una cantidad igual de potencia.
En condiciones de máxima potencia de carga, la corriente que se suministra es la mitad de la corriente máxima disponible desde la fuente . No es ni máximo ni mínimo. La corriente del circuito está dada por la
  corriente = Vs / (Rs + Rl)
Claramente, esto será máximo cuando Rl = 0
  corriente máxima = Vs / (Rs + 0) = Vs / Rs En condiciones de potencia de carga máxima (Rl = Rs), esta será la
  corriente de potencia de carga máxima = Vs / (Rs + Rs) = Vs / (2 * Rs) = (1/2) * (corriente máxima)

Las matemáticas anteriores se aplican a los circuitos de CC lineales oa los circuitos de CA lineales cuando las impedancias son todas reales (sin componentes reactivos). Cuando la impedancia de la fuente contiene un componente reactivo (como suele suceder con las impedancias de CA), la potencia máxima se transfiere a una carga que es el complejo conjugado de la impedancia de la fuente.

En la transmisión de energía CA, no estamos interesados ​​en perder la mitad de la energía generada en el sistema de transmisión. Más bien, queremos que la carga utilice la mayor fracción posible de la potencia total. En ese caso, los transformadores se utilizan para hacer que la impedancia de carga aparente sea lo más grande posible, por lo que la impedancia de la fuente representa una fracción insignificantemente pequeña de la impedancia total del circuito.

Esta curva muestra cómo la disipación de potencia en la impedancia de la fuente (Rs) disminuye a medida que aumenta la impedancia de carga. Como se indicó al principio, la disipación de potencia total máxima se produce cuando la carga es cero.