Fuentes de Voltaje y Corriente Independientes
Un fuente de voltaje es un dispositivo que proporciona una diferencia constante o variable de potencial eléctrico entre sus terminales. Una fuente de corriente es un dispositivo que proporciona una corriente constante o variable a través de sus terminales. Tanto las fuentes de voltaje como las de corriente son esenciales para alimentar diversos circuitos y dispositivos eléctricos.
Sin embargo, no todas las fuentes son iguales. Dependiendo de cómo se comporten e interactúen con otros elementos del circuito, las fuentes pueden clasificarse en dos categorías principales: independientes y dependientes.
¿Qué es una fuente de voltaje o corriente independiente?
Una fuente independiente es una fuente que no depende de ninguna otra cantidad en el circuito. Su voltaje o corriente de salida está fijada por sus propias características y no cambia con la carga o cualquier otra condición del circuito.
Una fuente de voltaje independiente mantiene un voltaje especificado entre sus terminales, independientemente de la corriente que fluye a través de ella. Una fuente de corriente independiente mantiene una corriente especificada a través de sus terminales, independientemente del voltaje entre ellos.
Las fuentes independientes pueden ser constantes o variables en el tiempo. Una fuente constante proporciona un valor fijo de voltaje o corriente durante toda su operación. Una fuente variable en el tiempo proporciona un valor cambiante de voltaje o corriente según una función del tiempo, como una onda sinusoidal, un pulso o una rampa.
Los símbolos utilizados para representar fuentes independientes se muestran a continuación. La flecha dentro del círculo indica la dirección de la corriente para las fuentes de corriente y la polaridad del voltaje para las fuentes de voltaje.
Algunos ejemplos de fuentes independientes son baterías, células solares, generadores, alternadores, etc.
¿Qué es una fuente de voltaje o corriente dependiente?
Una fuente dependiente es una fuente que depende de otra cantidad en el circuito. Su voltaje o corriente de salida es una función del voltaje o corriente de otra parte del circuito. Una fuente dependiente también se llama fuente controlada.
Una fuente dependiente puede ser controlada por voltaje o controlada por corriente. Una fuente controlada por voltaje tiene su salida determinada por el voltaje a través de otro elemento en el circuito. Una fuente controlada por corriente tiene su salida determinada por la corriente a través de otro elemento en el circuito.
Una fuente dependiente también puede ser dependiente de voltaje o dependiente de corriente. Una fuente dependiente de voltaje proporciona una salida de voltaje que es proporcional al voltaje o corriente de control. Una fuente dependiente de corriente proporciona una salida de corriente que es proporcional al voltaje o corriente de control.
Los símbolos utilizados para representar fuentes dependientes se muestran a continuación. La forma de diamante indica que la fuente es dependiente. La flecha dentro del diamante indica la dirección de la corriente de salida para las fuentes de corriente y la polaridad del voltaje de salida para las fuentes de voltaje. La flecha fuera del diamante indica la dirección de la corriente de control para las fuentes controladas por corriente y la polaridad del voltaje de control para las fuentes controladas por voltaje.
Algunos ejemplos de fuentes dependientes son amplificadores, transistores, amplificadores operacionales, etc.
Las fuentes dependientes también pueden ser constantes o variables en el tiempo, dependiendo de si la cantidad de control es constante o variable en el tiempo.
¿Qué es una fuente de voltaje o corriente ideal?
Una fuente ideal es un concepto teórico que representa un comportamiento idealizado de una fuente. Una fuente ideal no tiene resistencia interna o impedancia y puede proporcionar potencia infinita al circuito.
Una fuente de voltaje ideal mantiene un voltaje constante entre sus terminales, independientemente de la impedancia de carga o la corriente. Una fuente de corriente ideal mantiene una corriente constante a través de sus terminales, independientemente de la impedancia de carga o el voltaje.
Los símbolos utilizados para representar fuentes ideales son los mismos que se usan para las fuentes independientes, excepto que no hay indicación de ninguna resistencia o impedancia interna.
No hay un ejemplo práctico de una fuente ideal, pero algunas fuentes reales pueden aproximarse a fuentes ideales bajo ciertas condiciones. Por ejemplo, una batería puede considerarse una fuente de voltaje ideal cuando su resistencia interna es insignificante en comparación con la resistencia de carga. De manera similar, una célula fotovoltaica puede considerarse una fuente de corriente ideal cuando su resistencia interna es insignificante en comparación con la resistencia de carga.
¿Cómo convertir entre fuentes de voltaje y corriente?
Cualquier fuente real puede representarse como una fuente de voltaje o una fuente de corriente con una resistencia o impedancia interna equivalente. Esto significa que cualquier fuente de voltaje puede convertirse en una fuente de corriente equivalente y viceversa.
Para convertir una fuente de voltaje en una fuente de corriente equivalente, necesitamos encontrar dos parámetros: la corriente de salida y la resistencia interna de la fuente de corriente.
La corriente de salida de la fuente de corriente equivalente es igual a la corriente de cortocircuito de la fuente de voltaje original. Esto significa que necesitamos encontrar la corriente que fluye a través de los terminales de la fuente de voltaje original cuando están conectados por un cable con resistencia cero.
La resistencia interna de la fuente de corriente equivalente es igual a la resistencia en circuito abierto de la fuente de voltaje original. Esto significa que necesitamos encontrar la resistencia entre los terminales de la fuente de voltaje original cuando están desconectados de cualquier carga.
Para convertir una fuente de corriente en una fuente de voltaje equivalente, necesitamos encontrar dos parámetros: el voltaje de salida y la resistencia interna de la fuente de voltaje.
El voltaje de salida de la fuente de voltaje equivalente es igual al voltaje en circuito abierto de la fuente de corriente original. Esto significa que necesitamos encontrar el voltaje a través de los terminales de la fuente de corriente original cuando están desconectados de cualquier carga.
La resistencia interna de la fuente de voltaje equivalente es igual a la resistencia en cortocircuito de la fuente de corriente original. Esto significa que necesitamos encontrar la resistencia entre los terminales de la fuente de corriente original cuando están conectados por un cable con resistencia cero.
