Una fuente es un generador de voltaje, o corriente capaz de suministrar energía a un circuito.
Se considera a la fuente como un elemento activo ya que provee energía eléctrica.
De acuerdo a la naturaleza de la corriente se pueden clasificar en: de corriente alterna o de corriente continua.
El sentido de la corriente en este tipo de fuentes cambia y depende de una frecuencia. Esto quiere decir que el flujo de electrones cambia periódicamente.
La corriente alterna se describe matemáticamente por una onda sinusoidal, cuyos parámetros definen sus características fundamentales.
Donde cada componente tiene un significado específico:
- Vp: Voltaje pico (amplitud). Representa el valor máximo que alcanza la onda.
- ω: Frecuencia angular. Indica la velocidad con la que la onda oscila, medida en radianes por segundo.
- t: Tiempo. La variable independiente que determina la posición de la onda en un instante dado.
- φ: Fase inicial. Describe el desplazamiento horizontal de la onda con respecto al origen en el tiempo cero.
Es el tiempo que tarda la señal en completar un ciclo completo.
Se mide en segundos (s).
T = 1/ f
Ejemplo: Si f = 60 Hz, entonces T = 1/60 s.
Es el número de ciclos por segundo que la señal realiza.
Se mide en Hertz (Hz).
Ejemplos:
- 60 Hz: 60 ciclos por segundo (estándar en América).
- 50 Hz: estándar en muchos países de Europa y otras regiones.
El Voltaje RMS (Valor eficaz) es el valor equivalente en corriente continua (DC) que produce la misma potencia que la señal de corriente alterna.
Es el valor que utilizamos normalmente en las especificaciones de sistemas eléctricos.
Se mide en radianes por segundo (rad/s) y relaciona la frecuencia lineal ( f ) con el movimiento angular de la onda sinusoidal.
Es crucial para entender la velocidad de oscilación de la señal en el tiempo.
En este tipo de fuente la corriente va en un solo sentido.
Se puede obtener por procesos químicos, como en pilas y baterías, físicos como en paneles solares, o por conversión de energía alterna.
Se puede clasificar a las fuentes en dependientes e independientes.
Una fuente independiente es un generador de voltaje o corriente que no depende de otras variables del circuito.
Una fuente real, no es del todo independiente ya que en los límites de funcionamiento tanto de voltaje como de corriente existen cambios en sus valores ideales.
Una fuente ideal es un generador que mantiene sus valores a pesar de cualquier otro cambio en las variables del circuito o de sí misma.
Se puede observar la simbología de las fuentes independientes. En el caso ideal se asume que en los terminales se tiene el voltaje o corriente, respectivamente, estables.
Las fuentes dependientes sean de voltaje o de corriente pueden ser controladas por voltaje o corriente.
Una fuente ideal mantiene sus valores de voltaje o corriente constantes sin importar las condiciones del circuito.
Una fuente real presenta variaciones en sus valores de salida dependiendo de las condiciones de carga y funcionamiento del circuito.
Una fuente real de corriente tiene asociada una resistencia en paralelo.
La fuente de corriente no es tan común en aplicaciones eléctricas pero sí electrónicas. De igual manera una fuente ideal de corriente es imposible construir debido al conductor.
La resistencia en paralelo en una fuente real de corriente representa las pérdidas internas y limita la corriente que puede suministrar al circuito.
Por: Andrés Cela