330 Fuentes de Corriente

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FUENTES DE CORRIENTE 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. Una fuente de tensión tiene una resistencia muy pequeña, en tanto que una fuente de corriente tiene una resistencia interna muy grande. Es por eso que una fuente de corriente tiene una corriente de salida que no depende del valor de la resistencia de la carga. Seguramente que un ejemplo nos permitirá entender más profundamente la diferencia entre una fuente de tensión y una fuente de corriente. La fuente de corriente más sencilla es la combinación de una batería y una resistencia Rs muy elevada. Ver la figura 1. En este circuito, la corriente por la carga se puede calcular como: Il = Vs / (Rs+Rl) Como RS tiene un valor de 100M ohm? las resistencias de carga pequeñas tienen tan solo un pequeño efecto sobre la corriente circulante. Por ejemplo cuando Rl = 10k ohm? la corriente por la carga es:

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FUENTES DE CORRIENTELos circuitos electrnicos deben poseer para su funcionamiento adecuado de al menos una fuente de energa elctrica, que debe ser una fuente de tensin o de corriente.Una fuente de tensin tiene una resistencia muy pequea, en tanto que una fuente de corriente tiene una resistencia interna muy grande. Es por eso que una fuente de corriente tiene una corriente de salida que no depende del valor de la resistencia de la carga.Seguramente que un ejemplo nos permitir entender ms profundamente la diferencia entre una fuente de tensin y una fuente de corriente. La fuente de corriente ms sencilla es la combinacin de una batera y una resistencia Rs muy elevada. Ver la figura 1.

En este circuito, la corriente por la carga se puede calcular como:Il = Vs / (Rs+Rl)Como RS tiene un valor de 100M ohm?las resistencias de carga pequeas tienen tan solo un pequeo efecto sobre la corriente circulante. Por ejemplo cuando Rl = 10k ohm?la corriente por la carga es:Il = 120V / (100Mohm + 10kohm?= 120 / 100,01Mohm?= 1.2AEn la figura 2 se puede observar una grfica de la corriente por la carga, en funcin de la resistencia de carga. Observe que la corriente por la carga es prcticamente constante si tomamos un rango de variacin de la carga no mayor a 10k ohm.En ese caso lmite, la corriente por la carga es el 99 % del valor ideal. En general se puede considerar que una fuente de corriente constante es aquella fuente cuya resistencia interna es, por lo menos, 100 veces mayor que la resistencia de la carga. Entonces:Rs > 100 RlEsta condicin es exactamente la opuesta a la considerada para una fuente de tensin constante. Segn ella, una fuente de corriente tiene mejor regulacin cuando su resistencia interna es muy alta, mientras que una fuente de tensin funciona mejor cuando su resistencia interna es muy baja.

Las fuentes de tensin son de uso muy comn, las pilas, las bateras, las fuentes a transformador y rectificador, las fuentes electrnicas reguladas, todas son fuentes de tensin Entonces, donde se usan las fuentes de corriente, su uso est limitado a partes internas de los circuitos. Es decir que existe un smbolo para los generadores de corrientes que se puede observar en la figura 3.En la figura 4 se puede observar el circuito ms sencillo en donde se utiliza una fuente de corriente. Como vemos, la fuente de corriente est conectada a un simple resistor Rs. Cuando la corriente Is circula por el resistor, genera una tensin dada por la ley de Ohm.Vs = Is x RsEn este punto el alumno suele preguntarse qu componente se suele representar con una fuente de corriente. El componente tpicamente representado como una fuente de corriente es el transistor bipolar, en donde su corriente es beta veces la corriente de base que se aplica al transistor (figura 5).

En el caso anterior de la fuente de tensin haba una resistencia interna muy pequea, pero una fuente de corriente es diferente, tiene una resistencia interna muy grande, as una fuente de corriente produce una corriente de salida que no depende del valor de la resistencia de carga.

FUENTE DE CORRIENTE IDEALUna fuente de corriente ideal es la que nos suministra una intensidad constante independientemente del valor de la tensin en sus bornes (fig. 1.18). La fuente de corriente independiente ideal, entrega energa a una corriente determinada por lo general por el diseador del circuito, que no depende de ninguna seal del circuito. La tensin en la fuente de corriente queda determinada por el resto del circuito.

FUENTE DE CORRIENTE REAL

Fuente de corriente real estar constituida, por una fuente de corriente ideal con una resistencia interna conectada en paralelo. Si utilizamos una fuente de corriente real para alimentar a una resistencia Rc, la corriente a la salida de la fuente real es menor que la corriente entregada por la fuente ideal, ya que parte se pierde por la resistencia interna.

La diferencia entre una fuente de corriente independiente real, radica en el hecho que una fuente real tiene limitaciones constructivas por lo tanto puede entregar un mximo de valor de tensin sin alterar la corriente de trabajo seleccionada

En la comparacin entre fuente o generador de tensin real y fuente o generador de intensidad real, podemos apreciar que mientras que en el primero nos interesa que la resistencia interna, Ri, sea muy pequea para que la cada de tensin interna y, en consecuencia, la prdida de energa sea pequea; en el segundo, por el contrario, la resistencia interna, Ri , debe ser muy grande para que la intensidad que se derive por ella, Ii ,sea pequea para disminuir la perdida de energa interna. Para evitar prdidas de energa, entre generadores, no debemos acoplar en paralelo fuentes de tensin que tengan distintas fuerzas electromotrices, E, ni acoplar en serie fuentes de intensidad con diferente Icc.

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 tensin funciona mejor cuando su resistencia interna es muy baja. La intensidad de carga tiene esta forma:

FUENTE DE CORRIENTE IDEAL CON CARGA.

FUENTE DE CORRIENTE REAL CON CARGA.Una fuente de corriente real se considera una fuente de corriente ideal, en paralelo con una resistencia, A esta resistencia se le denomina resistencia interna de la fuente.En cortocircuito, la corriente es igual a la corriente de la fuente, pero si se conecta una carga, en las terminales A y B, la corriente que entrar a la carga no es la misma que la corriente de la fuente.. Fuente de corriente real con carga.

Como se observa, depende de la carga conectada. En la prctica la carga conectada deber ser mucho menor que la resistencia interna de la fuente (algo menos de diez veces) para que el valor de la corriente suministrada no difiera mucho del valor en cortocircuito.

. FUENTES DE CORRIENTE REAL EN PARALELO.

FUENTE DE CORRIENTE REAL EQUIVALENTE.....

FUENTE DE CORRIENTE (APROXIMADAMENTE) CONSTANTE

Solo se pierde el 1 % en el peor caso. Con esto nos aproximamos a la fuente de corriente ideal. Veamos2 valores diferentes de RL.

Resumenl 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 prdida de corriente. Elresto de la corriente va a la carga que es la que se aprovecha.l Fuente de corriente constante es la que tiene una Rint >= 100RL. La corriente que se pierde por laRint es como mucho el 1 %, aproximadamente a la ideal, que es el 0 %.Si tenemos que comparar 2 fuentes de corriente, la mejor ser la que tenga una Rint ms grande (o sea lams parecida a la ideal, que tiene una Rint = 8).

APLICACINEl transistor como fuente de corriente Circuito de polarizacin de base (conmutacin con CORTE y SATURACIN FUERTE).

Circuito de polarizacin de emisor (en ACTIVA). La resistencia de la base se coloca en el emisor, lo dems igual. Es casi una fuente de corriente. Se ataca a la base con una fuente de corrienteLa RC no interviene en la fuente de corriente no importa el valor de RC.

En el primer circuito tenemos:

Veamos cmo est atacada la base en los dos circuitos1. Se ataca a la base con una fuente de tensin constante (VBB).2. La base est atacada por una fuente de tensin constante y una resistencia