Fuente Ideal

Introducción

La fuente de voltaje ideal

1. Definición y aclaración

La primera vez que se encuentra uno a la idea de la fuente de voltaje ideal es en los libros de textos que tratan sobre aspectos básicos. Por definición, el voltaje no varía independientemente de cuanta corriente se extraiga de la fuente. Quizá usted ignora el hecho de que uno crea una fuente de voltaje perfecta al medir la respuesta en frecuencia de un amplificador o filtro. En la siguiente sección se explicará cómo se produce este desempeño aparentemente perfecto.

2. La fuente de voltaje ideal no reconocida

El procedimiento utilizado en el laboratorio o en el campo generalmente consiste en lo siguiente: definir la amplitud de la señal de entrada a 0.2 V rms y a una frecuencia al límite más bajo. Medir la salida V0 mantener Eent a 0.2 V rms en cada medición. Se grafica V0 o V0/Eent en función de la frecuencia. Cuando se llega a las frecuencias más altas Eent empieza a disminuir (debido a la carga de la capacitancia de entrada). Hay que aumentar automáticamente el control del volumen del generador de funciones para mantener Eent a un valor de 0.2 V. Por definición, se acaba de crear asi una fuente “ideal de voltaje”. Eent nunca varía durante la secuencia de prueba, por grande que sea la corriente que se le haya extraído. Este es un ejemplo de una fuente ideal de voltaje no reconocida como tal.

3. Fuente de voltaje ideal practica

En un diagrama de circuito se muestra el símbolo de batería identificado como -7.5 V. Su tarea consistirá ahora en hacer una. Se dispone de un adecuado voltaje de alimentación de +15 V y un divisor sencillo de voltaje que genera 7.5 V, como se puede ver en la figura 3-12(a). Con esta fuente de 7.5 V no surge ningún problema siempre y cuando no se utilice al mismo tiempo que se conecta una carga.

Como se muestra en la figura 3-12(b), Ri del inversor esta en paralelo con R2 para formar asi una resistencia equivalente de 10kΩ||10kΩ =5kΩ. Esta fuente de 15 V se divide entre R1=10kΩ y 5kΩ, por lo que entonces Vref cae al valor de 5 V.

Para poder conservar el valor de un voltaje cualquiera de referencia, basta con aislarlo con seguidor de voltaje. El voltaje de referencia de 7.5 V esta conectado a un seguidor de voltaje en la figura 3-12(c). La salida del seguidor es igual a Vref. A la salida del seguidor se le puede extraer más de 5 mA sin que se produzca un cambio en el Vref.

El aislador constituye un excelente espía clandestino. Le permite a uno monitorear lo que esté sucediendo en cualquier punto del circuito. El seguidor tiene alta impedancia de entrada de manera que no toma corriente del circuito. Por lo tanto, es prácticamente imposible detectarlo.

Objetivo

Diseñar una fuente ideal de un voltaje determinado y con polaridad negativa a la salida final.

Material y equipo

Construya primeramente, la red atenuadora que proporcionara el voltaje que pretendemos que la fuente nos proporcione, en una segunda instancia, conecte esta red a un circuito inversor de polaridad con una ganancia AVCL unitaria. Para lo anterior utilice resistencias de 10kΩ. Posteriormente, si hay necesidad de no controlar los valores de los componentes pasivos del amplificador inversor, utilizar también un amplificador separador (buffer)

Fuentes de Alimentación

Resistencias de diferentes valores

Opamp LM741

Multimetro.

Desarrollo:

Red atenuadora para una fuente de 5v

e2= R2/(R1+R2) e1

e2= 10k/(10k+10k) 10V

e2=5V

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