Capítulo 24: Fuente de Corriente

Fuente de Corriente

Fuente ideal de corriente

Una fuente ideal de corriente es un dispositivo cuya corriente es independiente del voltaje entre terminales.

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¿Qué voltaje hay entre terminales de una fuente de corriente de 1 amperio conectada a un resistor de 1 Ω y a uno de 1 MΩ?

  • ¿Qué potencia entrega la fuente?

ScreenShot384

Conclusión: una fuente de C.C. de un AMPERIO produce un voltaje de un voltio  sobre un resistor de 1 Ω, y produce un voltaje de un millón de voltios sobre un resistor de 1 MΩ. Es decir, la fuente de corriente tiene una capacidad ilimitada para entregar potencia.

En realidad no existe un dispositivo como este y que mantenga constante su corriente.

Gráfica IL vs VL  de una fuente ideal de corriente

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Fuente real de corriente

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La resistencia interna (Rsi) en paralelo con la fuente no está realmente presente, sino que sirve para tomar en cuenta que la corriente de salida disminuye cuando el voltaje en la carga aumenta. Su presencia permite modelar más fácilmente el comportamiento de una fuente de corriente física, real o práctica.

Gráfica IL vs VL de una fuente real de corriente

ScreenShot387La fuente ideal de corriente se sustituye por otro modelo en el que aparece una resistencia interna para tomar en cuenta la disminución de corriente entre sus terminales cuando se extraen grandes voltajes de esta.

Línea de carga IL vs  VL de una fuente real de corriente

Para obtener la LINEA DE RESISTENCIA DE CARGA  o simplemente línea de carga de una fuente real de corriente recurrimos a la siguiente figura:

ScreenShot388ScreenShot389

 Curva de voltaje: Gráfica de IL vs RL

Para obtener una línea de carga más completa vamos a trazar la CURVA DE VOLTAJE.

Un divisor de corriente da la corriente por RL

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Con estos puntos podemos trazar de forma más completa la gráfica de IL v VL

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Se observa que al disminuir la carga desde infinito hasta cero, la corriente asciende desde cero hasta corriente de cortocircuito que es la corriente de la fuente, y el voltaje de la carga pasa desde el voltaje de circuito abierto hasta cero.

Así mismo, al aumentar la carga desde cero hasta infinito la corriente pasa desde corriente de cortocircuito hasta cero, y el voltaje de la carga pasa desde cero hasta el voltaje de la fuente o voltaje de circuito abierto.

Ejemplo 1 Línea de carga para una fuente de corriente

Trazar la línea de carga (tres puntos) del siguiente circuito

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PASO 1:

Calcular la corriente en función de la carga, es decir, la ecuación de la  CURVA DE VOLTAJE

Un divisor de corriente da la corriente por RL

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PASO 2:

Evaluar IL para diferentes valores de RL: 0, Rsi e infinito

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PASO 3:

Graficar la curva de voltaje

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PASO 4:

Calcular la corriente en función del voltaje, es decir, la ecuación de la  LÍNEA DE CARGA

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PASO 5:

Graficar la línea de carga

ScreenShot400

PASO 6:

Evaluar RL para un valor de corriente muy cercano (80%) a la corriente de la fuente.

ScreenShot401

Rendimiento de una fuente de corriente

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ScreenShot403

Se observa que para un mayor rendimiento, es decir, para que la fuente de corriente se comporte como una fuente ideal, la resistencia de la carga  debe ser muy pequeña comparada con la resistencia interna de la fuente de corriente, del orden de 100 veces menor.

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