Fuentes Ideales vs. Fuentes Reales de Voltaje
Fuente Ideal de Voltaje
La fuente ideal de voltaje mantiene un voltaje constante de 1V para cualquier valor de corriente , independientemente de la carga . Por ejemplo, con la corriente es , y con la corriente alcanza . La característica V-I es una línea horizontal perfectamente plana.
Fuente Real de Voltaje
La fuente real incorpora una resistencia interna en serie con la fuente ideal . La condición de operación es . A medida que la corriente aumenta, el voltaje de carga cae ligeramente por debajo de , alcanzando un máximo de corriente a partir del cual el voltaje decrece. Cuanto menor sea respecto a , más se aproxima al comportamiento ideal.
Fuentes Ideales vs. Fuentes Reales de Corriente
Fuente Ideal de Corriente
La fuente ideal de corriente suministra una corriente constante de 1A para cualquier voltaje . Con el voltaje es , y con el voltaje alcanza . La característica I-V es una línea horizontal perfectamente plana.
Fuente Real de Corriente
La fuente real de corriente consiste en una fuente ideal en paralelo con una resistencia interna . La condición de operación es . La corriente de carga se mantiene constante en 1A hasta un voltaje máximo , a partir del cual decrece ligeramente. Cuanto mayor sea respecto a , más se aproxima al comportamiento ideal.
Fuente Real de Voltaje: Comportamiento con la Carga
El circuito de una fuente real de voltaje muestra la fuente conectada en serie con la resistencia interna . El voltaje de carga se mide en los terminales de la resistencia de carga variable , con el terminal positivo en la parte superior.
El voltaje de carga será constante si la resistencia interna es cero o, al menos, . La curva de la fuente práctica parte del origen y se aproxima asintóticamente al valor de la fuente ideal (línea discontinua) a medida que aumenta. Cuanto menor sea en comparación con , más cerca estará de ser ideal la fuente de voltaje.
Fuente Real de Corriente: Comportamiento con la Carga
El circuito de la fuente real de corriente muestra la fuente ideal en paralelo con la resistencia interna y la carga variable . La corriente que fluye a través de la carga se denota como .
La corriente de carga es constante cuando la resistencia interna es muy grande, es decir, cuando o, al menos, . En el gráfico, la curva de la fuente práctica comienza en cuando y decae asintóticamente hacia el eje horizontal a medida que aumenta, mientras que la fuente ideal (línea discontinua) mantiene la corriente constante en para cualquier valor de . Cuanto mayor sea en comparación con , más cerca estará de ser ideal la fuente de corriente.
Equivalencia entre Fuente de Voltaje y Fuente de Corriente
El diagrama ilustra la equivalencia entre dos configuraciones de circuito. A la izquierda, una fuente de voltaje conectada en serie con una resistencia entre los terminales A y B. A la derecha, una fuente de corriente conectada en paralelo con la misma resistencia entre los mismos terminales A y B. La flecha verde bidireccional con el texto "ES IGUAL" indica su equivalencia.
Conversión V → I
Conversión I → V
Ejemplo: Una fuente de 6 V en serie con es equivalente a una fuente de 3 A en paralelo con , verificando que .
Transformación de Fuentes Dependientes
La transformación de fuentes también se aplica a fuentes dependientes, siempre y cuando se maneje con cuidado la variable dependiente. El circuito de la izquierda muestra una fuente de voltaje dependiente en serie con una resistencia entre los terminales a y b. El circuito equivalente de la derecha muestra una fuente de corriente dependiente en paralelo con la misma resistencia .
Punto 1: Dirección de la flecha
La flecha de la fuente de corriente apunta hacia la terminal positiva de la fuente de tensión equivalente.
Punto 2: Limitación con R = 0
La transformación de fuente no es posible cuando , que es el caso de una fuente de tensión ideal.
De igual forma, una fuente de corriente ideal con infinita no puede reemplazarse por una fuente de tensión finita.
2.6 Equivalencia de Fuentes