Fuentes de tensión

Fuentes de tensión

Los circuitos electrónicos deben poseer para su funcionamiento adecuado de al menos una fuente de energía eléctrica, que debe ser una fuente de tensión o de corriente.

Fuente de tensión ideal

Es una fuente de tensión que produce una tensión de salida constante, es una Fuente de Tensión con Resistencia interna cero. Toda la tensión va a la carga RL.

Fuente de tensión real

Algunos ejemplos de fuentes de tensión reales son:

Son las fuentes de tensión que tenemos en la realidad, como ya hemos dicho no existe una fuente ideal de tensión, ninguna fuente real de tensión puede producir una corriente infinita, ya que en toda fuente real tiene cierta resistencia interna.

Veamos que ocurre en 2 casos, cuando RL vale 10  y cuando vale 5 .

Ahora la tensión en la carga no es horizontal, esto es, no es ideal como en el caso anterior.

Fuente de tensión (aproximadamente) constante

Para que una fuente de tensión sea considerada como una "Fuente de tensión constante", se tiene que cumplir que la resistencia interna de la fuente (Rint) no este, esto es que sea despreciable. Para que despreciemos la Rint se tiene que cumplir:

Solo se pierde el 1 % en el peor caso, por lo tanto se está aproximando a la fuente de tensión ideal.

Veamos que ocurre en 2 valores diferentes de RL.

Resumen

• Fuente de tensión ideal es la que tiene una Rint. = 0 y produce en la salida una VL = cte.

• Fuente de tensión real es la que tiene una determinada Rint. En esta Rint. hay una pérdida de tensión. El resto de tensión va a la carga que es la que se aprovecha.

• Fuente de tensión constante es la que tiene una Rint. <= RL/100. La caída en la Rint. es como mucho el 1 %, aproximadamente a la ideal, que es el 0 %.

Si tenemos que comparar dos fuentes de tensión, la mejor será la que tenga una Rint. más pequeña (o sea la que más parecida a la ideal, que tiene una Rint. = 0 ).

Fuentes de corriente

En el caso anterior de la fuente de tensión había una resistencia interna muy pequeña, pero una fuente de corriente es diferente, tiene una resistencia interna muy grande, así una fuente de corriente produce una corriente de salida que no depende del valor de la resistencia de carga.

Fuente de corriente ideal

No existe, es ideal como en el anterior caso de la fuente de tensión ideal..

Fuente de corriente real

Son las fuentes que existen en la realidad.

Veamos que ocurre con los diferentes valores de RL.

Con esto vemos que una fuente de corriente funciona mejor cuando su resistencia interna es muy alta, mientras que una fuente de tensión funciona mejor cuando su resistencia interna es muy baja. La intensidad de carga tiene esta forma:

Fuente de corriente (aproximadamente) constante

Solo se pierde el 1 % en el peor caso. Con esto nos aproximamos a la fuente de corriente ideal. Veamos 2 valores diferentes de RL.

Resumen

• Fuente de corriente ideal es la que tiene una Rint = 8 y produce en la salida una IL = cte.

• Fuente de corriente real es la que tiene una determinada Rint. En esta hay pérdida de corriente. El resto de la corriente va a la carga que es la que se aprovecha.

• Fuente de corriente constante es la que tiene una Rint >= 100RL. La corriente que se pierde por la Rint es como mucho el 1 %, aproximadamente a la ideal, que es el 0 %.

Si tenemos que comparar 2 fuentes de corriente, la mejor será la que tenga una Rint más grande (o sea la más parecida a la ideal, que tiene una Rint = 8).

Teorema de Thévenin

Vamos a dar dos teoremas (Thévenin y Norton) que nos van a servir para hacer más fácil (simplificar) la resolución de los circuitos.

a) Calcular la IL cuando RL = 1,5 k.

b) Calcular la IL cuando RL = 3 k.

c) Calcular la IL cuando RL = 4,5 k.

• Ley de Kirchhoff de tensiones.

a)

b)

c)

• Thévenin.

1. Quitar la carga RL.

2. Hacemos mallas y calculamos VTh:

3. Cortocircuitar las fuentes de tensión independientes y abrir las fuentes de corriente independientes.

4. Unir la carga al circuito equivalente conseguido.

Ahora aplicando Thévenin es mucho más fácil resolver el problema que teníamos.

a)

b)

c)

EJEMPLO: Calcular el equivalente de Thévenin del siguiente circuito:

1.

...