¿Qué es la transformación de fuentes?

Transformación de Fuentes
La transformación de fuentes se refiere a reemplazar un tipo de fuente eléctrica con una alternativa equivalente. Una fuente de voltaje práctica puede convertirse en una fuente de corriente práctica equivalente y viceversa.
Fuente de Voltaje Práctica
Una fuente de voltaje práctica consta de una fuente de voltaje ideal en serie con una resistencia interna (o impedancia, para circuitos AC). Para una fuente de voltaje ideal, esta impedancia interna es cero, lo que significa que el voltaje de salida permanece constante independientemente de la corriente de carga. Ejemplos incluyen células, baterías y generadores.
Fuente de Corriente Práctica
Una fuente de corriente práctica comprende una fuente de corriente ideal en paralelo con una resistencia interna (o impedancia). Para una fuente de corriente ideal, esta impedancia en paralelo es infinita, asegurando que la corriente de salida permanezca constante independientemente del voltaje de carga. Los dispositivos semiconductores como los transistores a menudo se modelan como fuentes de corriente. Las salidas de fuentes de voltaje DC o AC se denominan fuentes de corriente directa o alterna, respectivamente.
Transformabilidad Mutua
Las fuentes de voltaje y corriente son mutuamente transformables a través de la transformación de fuentes. Para ilustrar, considere el circuito a continuación:

La figura A muestra una fuente de voltaje práctica en serie con una resistencia interna rv, mientras que la figura B representa una fuente de corriente práctica con una resistencia interna en paralelo ri.

Para la fuente de voltaje práctica, la corriente de carga está dada por la ecuación:

Donde,

• iLv es la corriente de carga para la fuente de voltaje práctica

• V es el voltaje

• rv es la resistencia interna de la fuente de voltaje

• rL es la resistencia de carga

Se asume que una resistencia de carga rL está conectada a través de los terminales x-y. De manera similar, para la fuente de corriente práctica, la corriente de carga está dada por:

• iLi es la corriente de carga para la fuente de corriente práctica

• I es la corriente

• ri es la resistencia interna de la fuente de corriente

• rL es la resistencia de carga conectada a través de los terminales x-y en la figura B

Dos fuentes se vuelven idénticas cuando equiparamos la ecuación (1) y la ecuación (2)

Sin embargo, para la fuente de corriente, cuando los terminales x-y están abiertos (sin carga conectada), el voltaje terminal en x-y es V = I ×ri. Por lo tanto, obtenemos:

Por lo tanto, para cualquier fuente de voltaje práctica con un voltaje ideal V y una resistencia interna rv, la fuente de voltaje puede ser reemplazada por una fuente de corriente I con la resistencia interna conectada en paralelo con la fuente de corriente.

Transformación de Fuentes: Conversión de Fuente de Voltaje a Fuente de Corriente

Cuando una fuente de voltaje está en serie con una resistencia y necesita convertirse en una fuente de corriente, la resistencia se conecta en paralelo con la fuente de corriente, como se ilustra en la figura anterior. Aquí, el valor de la fuente de corriente está dado por:Is=Vs/R

Conversión de Fuente de Corriente a Fuente de Voltaje

En el diagrama de circuito anterior, una fuente de corriente conectada en paralelo con una resistencia puede transformarse en una fuente de voltaje colocando la resistencia en serie con la fuente de voltaje. Aquí, el valor de la fuente de voltaje está dado por:Vs = Is × R