Font independents de tensió i corrent
Una font d'energia elèctrica és un dispositiu que proporciona una diferència de potencial elèctric constant o variable entre els seus terminals. Un font de corrent és un dispositiu que proporciona una corrent elèctrica constant o variable a través dels seus terminals. Tant les fonts de tensió com les fonts de corrent són essencials per alimentar diversos circuits i dispositius elèctrics.
No obstant això, no totes les fonts són iguals. Depenent de com es comportin i interaccionin amb altres elements del circuit, les fonts es poden classificar en dues categories principals: independents i dependents.
Què és una font de tensió o corrent independent?
Una font independent és una font que no depèn de cap altra quantitat en el circuit. La seva tensió o corrent de sortida està fixada per les seves pròpies característiques i no canvia amb la càrrega o qualsevol altra condició del circuit.
Una font de tensió independent manté una tensió especificada entre els seus terminals, independentment de la corrent que passa a través d'ella. Una font de corrent independent manté una corrent especificada a través dels seus terminals, independentment de la tensió entre ells.
Les fonts independents poden ser constants o variables en el temps. Una font constant proporciona un valor fix de tensió o corrent durant tota la seva operació. Una font variable en el temps proporciona un valor de tensió o corrent que canvia segons una funció del temps, com una ona sinusoidal, un pols o una rampa.
Els símbols utilitzats per representar les fonts independents es mostren a continuació. La fletxa dins del cercle indica la direcció de la corrent per a les fonts de corrent i la polaritat de la tensió per a les fonts de tensió.
Alguns exemples de fonts independents són bateries, cèl·lules fotovoltaiques, generadors, alternadors, etc.
Què és una font de tensió o corrent dependent?
Una font dependent és una font que depèn d'una altra quantitat en el circuit. La seva tensió o corrent de sortida és una funció de la tensió o corrent d'una altra part del circuit. Una font dependent també es coneix com a font controlada.
Una font dependent pot ser controlada per tensió o per corrent. Una font controlada per tensió té la seva sortida determinada per la tensió entre un altre element del circuit. Una font controlada per corrent té la seva sortida determinada per la corrent a través d'un altre element del circuit.
Una font dependent també pot ser dependent de tensió o de corrent. Una font dependent de tensió proporciona una tensió de sortida proporcional a la tensió o corrent de control. Una font dependent de corrent proporciona una corrent de sortida proporcional a la tensió o corrent de control.
Els símbols utilitzats per representar les fonts dependents es mostren a continuació. La forma de diamant indica que la font és dependent. La fletxa dins del diamant indica la direcció de la corrent de sortida per a les fonts de corrent i la polaritat de la tensió de sortida per a les fonts de tensió. La fletxa fora del diamant indica la direcció de la corrent de control per a les fonts controlades per corrent i la polaritat de la tensió de control per a les fonts controlades per tensió.
Alguns exemples de fonts dependents són amplificadors, transistors, amplificadors operacionals, etc.
Les fonts dependents també poden ser constants o variables en el temps, depenent de si la quantitat de control és constant o variable en el temps.
Què és una font de tensió o corrent ideal?
Una font ideal és un concepte teòric que representa un comportament idealitzat d'una font. Una font ideal no té resistència interna ni impedància i pot proporcionar una potència infinita al circuit.
Una font de tensió ideal manté una tensió constant entre els seus terminals, independentment de l'impedància de càrrega o la corrent. Una font de corrent ideal manté una corrent constant a través dels seus terminals, independentment de l'impedància de càrrega o la tensió.
Els símbols utilitzats per representar les fonts ideals són els mateixos que els utilitzats per a les fonts independents, excepte que no hi ha indicació d'alguna resistència o impedància interna.
No hi ha cap exemple pràctic d'una font ideal, però algunes fonts reals es poden aproximar a fonts ideals en certes condicions. Per exemple, una bateria es pot considerar una font de tensió ideal quan la seva resistència interna és negligible en comparació amb la resistència de càrrega. De manera similar, una cèl·lula fotovoltaica es pot considerar una font de corrent ideal quan la seva resistència interna és negligible en comparació amb la resistència de càrrega.
Com convertir entre fonts de tensió i fonts de corrent?
Qualsevol font real es pot representar com una font de tensió o una font de corrent amb una resistència o impedància interna equivalent. Això vol dir que qualsevol font de tensió es pot convertir en una font de corrent equivalent i viceversa.
Per convertir una font de tensió en una font de corrent equivalent, hem de trobar dos paràmetres: la corrent de sortida i la resistència interna de la font de corrent.
La corrent de sortida de la font de corrent equivalent és igual a la corrent de curtcircuí de la font de tensió original. Això vol dir que hem de trobar la corrent que flueix a través dels terminals de la font de tensió original quan estan connectats per un fil amb resistència zero.
La resistència interna de la font de corrent equivalent és igual a la resistència en circuit obert de la font de tensió original. Això vol dir que hem de trobar la resistència entre els terminals de la font de tensió original quan estan desconnectats de qualsevol càrrega.
Per convertir una font de corrent en una font de tensió equivalent, hem de trobar dos paràmetres: la tensió de sortida i la resistència interna de la font de tensió.
La tensió de sortida de la font de tensió equivalent és igual a la tensió en circuit obert de la font de corrent original. Això vol dir que hem de trobar la tensió entre els terminals de la font de corrent original quan estan desconnectats de qualsevol càrrega.
