Electrónica básica

FUENTES DE TENSIÓN Y DE CORRIENTE

FUENTES DE TENSIÓN Y CORRIENTES IDEALES Y REALES

La fuente de tensión independiente ideal, entrega energía a una tensión determinada por el diseñador del circuito, que no depende de ninguna señal del circuito. La corriente entregada por la fuente de tensión esta determinada por el resto del circuito.

La fuente de corriente independiente ideal, entrega energía a una corriente determinada por lo general por el diseñador del circuito, que no depende de ninguna señal del circuito. La tensión en la fuente de corriente queda determinada por el resto del circuito.

Circuito 135. Fuente de tensión ideal.

Circuito 136. Fuente de corriente ideal.

La diferencia entre una fuente de tensión independiente real, radica en el hecho que una fuente real tiene limitaciones constructivas por lo tanto puede entregar hasta un máximo de valor de corriente sin alterar la tensión de trabajo seleccionada.

La diferencia entre una fuente de corriente independiente real, radica en el hecho que una fuente real tiene limitaciones constructivas por lo tanto puede entregar un máximo de valor de tensión sin alterar la corriente de trabajo seleccionada.

Una fuente de tensión real se considera una fuente de tensión ideal, en serie con una resistencia. A esta resistencia se le denomina resistencia interna de la fuente.

Circuito 137. Fuente de tensión real.

Circuito 138. Fuente de corriente real.

..

3.3.1.1 Fuente de tensión ideal con carga.

Circuito 139. Fuente de tensión ideal con carga.

Gráfica 44. Vf(t)[V]	Gráfica 45. if(t)[A]	Gráfica 46. Pf(t)[w]

3.3.1.2. Fuente de tensión real con carga.

En circuito abierto, la tensión entre las terminales A y B es igual a la tensión de la fuente, pero si se conecta una carga en las terminales A y B, la tensión de dichas terminales cambia.

Circuito 140. Fuente de tensión real con carga.

Gráfica 47. VAB(t)[V]	Gráfica 48. if(t)[A]	Gráfica 49. PAB(t)[w]

Como se observa, depende de la carga conectada. En la práctica la carga conectada deberá ser mucho mayor que la resistencia interna de la fuente (algo más de diez veces) para que el valor en las terminales no difiera mucho del valor en circuito abierto.

3.3.1.3. Fuente de corriente ideal con carga.

Circuito 141. Fuente de corriente ideal con carga.

Gráfica 50. if(t)[A]	Gráfica 51. VAB(t)[V]	Gráfica 52. P(t)[w]

3.3.1.4. Fuente de corriente real con carga.

Una fuente de corriente real se considera una fuente de corriente ideal, en paralelo con una resistencia, A esta resistencia se le denomina resistencia interna de la fuente.
En cortocircuito, la corriente es igual a la corriente de la fuente, pero si se conecta una carga, en las terminales A y B, la corriente que entrará a la carga no es la misma que la corriente de la fuente.

Circuito 142. Fuente de corriente real con carga.

Gráfica 53. icarga(t)[A]	Gráfica 54. VAB(t)[V]	Gráfica 55. PAB(t)[w]

Como se observa, depende de la carga conectada. En la práctica la carga conectada deberá ser mucho menor que la resistencia interna de la fuente (algo menos de diez veces) para que el valor de la corriente suministrada no difiera mucho del valor en cortocircuito.

Fuente de tensión ideal

Fuente de tensión real
Fuente de tensión (aproximadamente) constante
Los circuitos electrónicos deben poseer para su funcionamiento adecuado de al menos una fuente de energía eléctrica, que  debe ser una fuente de tensión o de corriente.

Fuente de tensión ideal

Es una fuente de tensión que produce una tensión de salida constante, es una Fuente de Tensión con Resistencia interna cero. Toda la tensión va a la carga R_L.

Fuente de tensión real
Algunos ejemplos de fuentes de tensión reales son:

Son las fuentes de tensión que tenemos en la realidad, como ya hemos dicho no existe una fuente ideal de tensión, ninguna fuente real de tensión puede producir una corriente infinita, ya que en toda fuente real  tiene cierta resistencia interna.

Veamos que ocurre en 2 casos, cuando R_L vale 10 W y cuando vale 5 W.

Ahora la tensión en la carga no es horizontal, esto es, no es ideal como en el caso anterior.

Fuente de tensión (aproximadamente) constante
Para que una fuente de tensión sea considerada como una "Fuente de tensión constante", se tiene que cumplir que la resistencia interna de la fuente (R_int) no este, esto es que sea despreciable. Para que despreciemos la R_int se tiene que cumplir:

Solo se pierde el 1 % en el peor caso, por lo tanto se está aproximando a la fuente de tensión ideal.

Veamos que ocurre en 2 valores diferentes de R_L.

Resumen

• Fuente de tensión ideal es la que tiene una R_int. = 0 y produce en la salida una V_L = cte.
• Fuente de tensión real es la que tiene una determinada R_int. En esta R_int. hay una pérdida de tensión. El resto de tensión va a la carga que es la que se aprovecha.
• Fuente de tensión constante es la que tiene una R_int. <= R_L/100. La caída en la R_int. es como mucho el 1 %, aproximadamente a la ideal, que es el 0 %.

Si tenemos que comparar dos fuentes de tensión, la mejor será la que tenga una R_int. más pequeña (o sea la que más parecida a la ideal, que tiene una R_int. = 0 W).

Fuentes de Energía     Son los elementos que introducen energía eléctrica en los circuitos eléctricos, pudiendo ser, fuentes de tensión o fuentes de intensidad.    Las fuentes ideales son elementos utilizados en la teoría de circuitos para el análisis y la creación de modelos que permitan analizar el comportamiento de los circuitos reales. Sus magnitudes (tensión o corriente) son siempre independientes de la carga que alimentan.     Las fuentes reales, la ddp que producen o la corriente que proporcionan, depende de la carga a la que estén conectadas.     Así, pues:     Fuente de tensión: aquella que genera una ddp entre sus terminales constante e independiente de la carga que alimente (fuente ideal), o dependiente de la carga a la que estén conectada (fuente real).    Fuente de intensidad: aquella que proporciona una intensidad constante e independiente de la carga que alimente (fuente ideal) o dependiente de la carga a la que estén conectada (fuente real).

Fuente de Tensión

Fuente de Intensidad

Considerando el circuito de una fuente de tensión real: Eg = Rg IC + VAB     Dividiendo por Rg: Eg/ Rg = IC + VAB/ Rg    El primer miembro de la ecuación corresponde a la intensidad de cortocircuito ICC. Puesto que Eg y Rg se suponen invariables, Icctambién lo es.     Si al término VAB/ Rg  se le representa por Ii la ecuación anterior se puede poner en la forma: ICC = IC + Ii     A partir de la cual podemos dibujar el esquema de la fuente de intensidad real (Ig = ICC).    Se observa que la resistencia interna en ambas fuentes tienen el mismo valor, que es la resistencia interna de la fuente medida desde los bornes AB, una vez cortocircuitada la fem Eg en la fuente de tensión, o abierta la fuente de intensidad en el caso de la fuente de corriente.