Un circuito equivalente è un modello semplificato di un circuito esistente che semplifica notevolmente l’analisi di un circuito originale. Qualsiasi circuito avrà un equivalente per parametri specifici come la frequenza del segnale, la temperatura dei componenti e altri fattori come gli ingressi del trasduttore. I circuiti originali possono avere una sorgente di tensione con una resistenza interna e diversi resistori esterni, mentre i circuiti equivalenti, nell’analisi della corrente continua (DC), saranno una sorgente di tensione e una singola resistenza interna, o la resistenza netta delle resistenze interne ed esterne. Esistono circuiti equivalenti per tutti i tipi di circuiti con tutti i tipi di componenti.
La normale batteria a penna è tarata a 1.5 volt di corrente continua (VDC). Man mano che la batteria si esaurisce, un circuito equivalente continua a cambiare finché la batteria non si scarica. La sorgente di tensione ideale non ha resistenza interna e, in serie con una resistenza sempre crescente, è l’equivalente di una batteria da 1.5 volt (V) del mondo reale.
I trasformatori forniscono energia attraverso un avvolgimento secondario quando viene fornita alimentazione nell’avvolgimento primario. Il circuito equivalente del trasformatore aiuta a spiegare le caratteristiche dettagliate del trasformatore del mondo reale. Un trasformatore ideale non consumerà energia quando non c’è carico sull’avvolgimento secondario, ma un trasformatore del mondo reale con un avvolgimento primario eccitato e un avvolgimento secondario scollegato consumerà comunque energia. Il circuito del trasformatore equivalente, a causa della natura delle perdite del nucleo, presenterà una resistenza del nucleo parallelo o una resistenza che non esiste ma può essere vista dalla fonte di alimentazione. Un circuito equivalente del trasformatore ha un trasformatore ideale sull’uscita con induttanza, capacità e resistenza distribuite multiple sull’ingresso.
I circuiti equivalenti per i circuiti a semiconduttore variano a seconda della frequenza, della polarità della tensione e dell’ampiezza del segnale. Il circuito equivalente a diodo in polarizzazione diretta, o stato di conduzione, è una sorgente a bassa tensione in serie con una bassa resistenza. Ad esempio, un diodo al silicio in polarizzazione diretta può avere una sorgente di tensione equivalente di 0.6 V CC in serie con un resistore da 0.01 ohm.
Il modello di circuito equivalente per i motori è determinato anche dai giri del rotore al minuto (RPM) e dalla coppia di carico. Ad esempio, un motore CC con un rotore non rotante assomiglia a due elettromagneti nel circuito equivalente del motore; a 0 giri/min, il motore CC assorbe più corrente. Se il rotore può ruotare, la resistenza netta distribuita del motore aumenta verso livelli normali e quindi la potenza del motore scende a livelli normali. Quando viene applicata la coppia di carico, il consumo di corrente del motore aumenta. Il circuito equivalente del motore a induzione include resistenza del nucleo equivalente e induttanza distribuita, capacità e un trasformatore ideale che guida l’avvolgimento dell’indotto.