Fuentes Reales e Ideales (TP 2) Fuentes De Tensión y de Corriente Fuentes de Tensión
Una fuente siempre es requerida en un circuito para que este mismo sea alimentado, en este caso hablaremos de las fuentes de tensión.
Fuente Fu ente Ideal Ideal
Una fuente de tensión ideal es aquella que pueda aplicar un diferencial de potencial constante, y es aquella que tiene una resistencia interna de 0 Ohms, con esto lograriamos que toda la tensión caiga directamente en la carga. Nosotros al conectar una fuente de tensión deberemos colocar siempre una resistencia de carga,dado que no se puede conectar en corto una fuente de tensión, al conectar esta carga circulara una corriente que variara según la resistencia. Esto solo sucede en la teoria, ya que en la practica varias cosas cambian.
Fuente Real
La fuente real no es como en la teoria, porque siempre tiene una R de carga minima(que con las pilas aumenta por curiosos procesos quimicos internos). ¿Que significa que tenga una resistencia de carga minima? Que en si (minimamente) influye en la corriente entonces influye en la caida de potencial de la carga y la potencia disipada de esta misma. Ejemplo
Supongamos 2 casos diferentes donde la resistencia interna de la fuente es aproximadamente de 1 Ohm (una pila AA comun de carbon) y tiene una diferencia de potencial como sabemos de 1,5V
Como vemos en la imagen, parte de la potencia total es perdida, sin contar que 0,14 V de la pila calleron en la resistencia interna.
Igual aqui les dejaremos un enlace que tambien explica las fuentes de tension:
Fuentes de Tensión Fuentes de Corriente Como en el caso de la fuente de tensión esta fuente de corriente tiene una resistencia interna, pero en este caso es muy elevada. ¿Que se logra con esto? Con esto se logra que la corriente de salida no varie de la R de carga
Fuente Ideal
Una fuente ideal tiene que tener una fuente de tension muy elevada, y una resistencia interna, conectada en paralelo, muy elevada (casi infinito). Con esto lograremos conseguir una fuente de corriente que no varie según la resistencia de carga
Fuente Real Una fuente de Corriente ideal se diferencia mucho de la real, dado que al utilizar una resistencia alta como resistencia de carga, parte de la corriente ira en la resistencia interna, esta tendra a su vez su respectiva potencia.
En electricidad se entiende por fuente al elemento activo que es capaz de generar una diferencia de potencial (d. d. p.) entre sus bornes o proporcionar una corriente eléctrica para que otros circuítos funcionen.
Índice [ocultar]
1 Clasificación
2 Fuentes ideales
3 Fuentes reales
o
3.1 Fuentes de tensión
o
3.2 Fuentes de intensidad
o
3.3 Rendimiento
o
3.4 Equivalencia
4 Asociación de fuentes o
4.1 Ideales
o
4.2 Reales
o
4.3 Fuente equivalente
5 Véase también
6 Enlaces externos
[editar]Clasificación Una posible clasificación de las fuentes eléctricas es la siguiente.
[editar]Fuentes ideales
Figura 1: Símbolos de las fuentes ideales de tensión, a), e intensidad, b). Las fuentes ideales son elementos utilizados en la teoría de circuitos para el análisis y la creación de modelos que permitan analizar el comportamiento de componentes electrónicos o circuitos reales. Pueden ser independientes, si sus magnitudes (tensión o corriente) son siempre constantes, o dependientes en el caso de que dependan de otra magnitud (tensión o corriente). En este punto se tratarán las fuentes independientes, dejando las dependientes para el final. Sus símbolos pueden observarse en la figura 1. El signo + en la fuente de tensión, indica el polo positivo o ánodo siendo el extremo opuesto el cátodo y E el valor de su fuerza
electromotriz (fem). En la fuente de intensidad, el sentido de la flecha indica el sentido de la corriente eléctrica e I su valor. A continuación se dan sus definiciones:
Fuente de tensión ideal : aquella que genera una d. d. p. entre sus terminales constante e independiente de la carga que alimente. Si la resistencia de carga es infinita se dirá que la fuente está en circuito abierto, y si fuese cero estaríamos en un caso absurdo, ya que según su definición una fuente de tensión ideal no puede estar en cortocircuito.
Fuente de intensidad ideal : aquella que proporciona una intensidad constante e independiente de la carga que alimente. Si la resistencia de carga es cero se dirá que la fuente está en cortocircuito, y si fuese infinita estaríamos en un caso absurdo, ya que según su definición una fuente de intensidad ideal no puede estar en circuito abierto.
[editar]Fuentes reales
Figura 2: símbolos de las fuentes reales de tensión, a), e intensidad, b). A diferencia de las fuentes ideales, la d. d. p. que producen o la corriente que proporcionan fuentes reales, depende de la carga a la que estén conectadas. [editar]Fuentes de tensión Una fuente de tensión real se puede considerar como una fuente de tensión ideal, Eg, en serie con una resistencia Rg, a la que se denomin aresistencia interna de la fuente (figura 2). En circuito abierto, la tensión entre los bornes A y B (V AB) es igual a Eg (VAB=Eg), pero si entre los mencionados bornes se conecta una carga, RL, la tensión pasa a ser:
que como puede observarse depende de la carga conectada. En la práctica las cargas deberán ser mucho mayores que la resistencia interna de la fuente (al menos diez veces) para conseguir que el valor en sus bornes no difiera mucho del valor en circuito abierto. La potencia que entrega o consume una fuente se determina multiplicando su fem o voltaje por la corriente la atraviesa P = V I. Si esta corriente atraviesa a la fuente desde el terminal negativo hacia el positivo entonces diremos que la fuente entrega energía. Si dicha
corriente atraviesa a la fuente desde el terminal positivo hacia el negativo entonces la fuente consume energía. Como ejemplos de fuentes de tensión real po demos enumerar los siguientes:
Batería
Pila
Fuente de alimentación
Célula fotoeléctrica
[editar]Fuentes de intensidad De modo similar al anterior, una fuente de corriente real se puede considerar como una fuente de intensidad ideal, Is, en paralelo con una resistencia, Rs, a la que se denomina resistencia interna de la fuente (figura 2b). En cortocircuito, la corriente que proporciona es igual a Is, pero si se conecta una carga, RL, la corriente proporcionada a la misma,
, pasa a
ser:
que como puede observarse depende de la carga conectada. En la práctica las cargas deberán ser mucho menores que la resistencia interna de la fuente (al menos diez veces) para conseguir que la corriente suministrada no difiera mucho del valor en cortocircuito. La potencia se determina multiplicando su intensidad por la diferencia de potencial en sus bornes. Se considera positiva si el punto de mayor potencial está en el terminal de salida de la corriente y negativa en caso contrario. Al contrario que la fuente de tensión real, la de intensidad no tiene una clara realidad física, utilizándose más como modelo matemático equivalente a determinados componentes o circuitos. [editar]Rendimiento
Figura 3: Fuentes reales con carga, de tensión, a), e intensidad, b).
Una fuente real no puede entregar toda la potencia a la carga que alimente debido a su resistencia interna. En la fuente real de tensión de la figura 3a), la potencia total entregada viene dada por:
Parte de esta potencia se disipa en la resistencia interna Rg de la propia fuente, de manera que la potencia útil,
, generada, esto es, la entregada a la carga RL será:
Se denomina rendimiento,
, de la fuente a la relación entre esta potencia y la total:
De donde se deduce que el rendimiento será mayor cuanto menor sea la resistencia interna Rg respecto a RL. Razonando de forma análoga con la fuente de intensidad real de la figura 3b), se obtendría:
De donde se deduce que el rendimiento será mayor cuanto mayor sea la resistencia interna Rs respecto a RL. En aquellos circuitos con varias fuentes, podría darse el caso que la corriente de alguno saliese por su cátodo, es decir, en sentido contrario a como debería crearla. En este caso la fuente no funciona como tal ya que está absorbiendo potencia, y por lo tanto no se puede hablar de su rendimiento. [editar]Equivalencia Se dice que dos fuentes reales, una de tensión y otra de intensidad, son equivalentes, cuando conectadas a la misma carga, RL, le suministran la misma corriente. Para determinar qué condiciones deben cumplir dos fuentes reales, como las mostradas en la figura 3, para que sean equivalentes, se igualan las corrientes que circulan por RL en ambos circuitos:
Operando matemáticamente:
Se llega a una ecuación del tipo
que debe cumplirse para cualquier valor de a,
es decir de RL/Rs, por lo que la única solución posible es
, esto es
lo que implica y que son las condiciones de equivalencia. [editar]Asociación de fuentes En general, un circuito podrá tener varias fuentes de excitación conectadas en serie, en paralelo o de forma mixta, de forma similar a las asociaciones de resistencias. A continuación se indica como determinar la fuente equivalente de una asociación de fuentes ideales y reales. También se mostrará la forma de determinar la fuente equivalente de un circuito respeto de dos puntos. [editar]Ideales Cuando dos o más fuentes ideales de tensión se conectan en serie, la fem resultante es igual a la suma algebraica de las fems de cada una de las fuentes. Cuando la conexión se realiza en paralelo, las fems de las fuentes han de ser iguales, ya que en caso contrario se estaría en un caso absurdo. Cuando dos o más fuentes ideales de intensidad se conectan en paralelo, la corriente resultante es igual a la suma algebraica de las corrientes de cada una de las fuentes. Cuando la conexión se realiza en serie, las corrientes de las fuentes han de ser iguales, ya que en caso contrario se estaría en un caso absurdo. [editar]Reales Es posible obtener la fuente equivalente de una asociación de varias fuentes reales. A continuación se describen los casos posibles:
Fuentes de tensión
En serie: la fem equivalente se obtiene del mismo modo que en las fuentes ideales y la resistencia equivalente como suma de las resistencia de cada fuente puesto que están en serie.
En paralelo: se transforman en fuentes de intensidad y se opera como se indica más abajo.
Fuentes de intensidad
En serie: se transforman en fuentes de tensión y se opera como se ha indicado más arriba.
En paralelo: la intensidad equivalente se obtiene del mismo modo que en las fuentes ideales y la resistencia equivalente como la inversa de la suma de las inversas de las resistencia de cada fuente puesto que están en paralelo.
[editar]Fuente equivalente
Figura 4: Circuito ejemplo.
Figura 5: fuentes equivalentes del circuito ejemplo de la figura 4. Mediante la transformación de fuentes y la simplificación, es posible obtener en determinados circuitos, la fuente de tensión o intensidad equivalente respecto de dos puntos del
mismo.
Esto
es
lo
mismo
que
proporcionan
los
teoremas
de Thevenin y Nortonrespectivamente.para una fuente es necesario utilizar comillas o punto y coma
Sea el circuito ejemplo de la figura 4 del cual se desea obtener la fuente equivalente respecto de los puntos A y B. Para ello se debe seguir el siguiente criterio: para simplificar fuentes en serie deben ser de tensión, mientras que para simplificar fuentes en paralelo deben ser de intensidad. De acuerdo con ello transformaremos a fuente de tensión o de intensidad según se vaya necesitando en el proceso de simplificación del circuito. Dicho proceso puede apreciarse en la figura 5.
http://grupo5laboratorio.blogspot.com/p/fuentes-reales-e-ideales.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Fuente_el%C3%A9ctrica
