REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAINSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICOSANTIAGO MARIOAMPLIACIN MARACAIBO

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MARACAIBO, MAYO 2014FUENTES DE TENSIN

Una fuente de tensin real se puede considerar como una fuente de tensin ideal, Eg, en serie con una resistencia Rg, a la que se denomina resistencia interna de la fuente (figura 2). En circuito abierto, la tensin entre los bornes A y B (VAB) es igual a Eg (VAB=Eg), pero si entre los mencionados bornes se conecta una carga, RL, la tensin pasa a ser:

que como puede observarse depende de la carga conectada. En la prctica las cargas debern 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 que 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 energa. Si dicha corriente atraviesa a la fuente desde el terminal positivo hacia el negativo entonces la fuente consume energa.Como ejemplos de fuentes de tensin real podemos enumerar los siguientes: Batera Pila Fuente de alimentacin Clula fotoelctrica

Fuentes de intensidadDe 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 prctica las cargas debern 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 est en el terminal de salida de la corriente y negativa en caso contrario.Al contrario que la fuente de tensin real, la de intensidad no tiene una clara realidad fsica, utilizndose ms como modelo matemtico equivalente a determinados componentes o circuitos.

Algunos ejemplos de fuentes de tensin reales son:

Son las fuentes de tensin que tenemos en la realidad, como ya hemos dicho no existe una fuente ideal de tensin, ninguna fuente real de tensin puede producir una corrienteinfinita,ya que entoda fuentereal tiene cierta resistenciainterna.

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

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

FUENTE DE TENSIN IDEAL

Las fuentes ideales son elementos utilizados en la teora de circuitos para el anlisis y la creacin de modelos que permitan analizar el comportamiento de componentes electrnicos o circuitos reales. Pueden ser independientes, si sus magnitudes (tensin o corriente) son siempre constantes, o dependientes en el caso de que dependan de otra magnitud (tensin o corriente).En este punto se tratarn las fuentes independientes, dejando las dependientes para el final. Sus smbolos pueden observarse en la figura 1. El signo + en la fuente de tensin, indica el polo positivo o nodo siendo el extremo opuesto el ctodo 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 elctrica e I su valor. A continuacin se dan sus definiciones:

Fuente de tensin 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 dir que la fuente est en circuito abierto, y si fuese cero estaramos en un caso absurdo, ya que segn su definicin una fuente de tensin 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 dir que la fuente est en cortocircuito, y si fuese infinita estaramos en un caso absurdo, ya que segn su definicin una fuente de intensidad ideal no puede estar en circuito abierto.

Es una fuente de tensin que produce una tensin de salida constante, es una Fuente de Tensin con Resistencia internacero. Toda la tensin va a la carga RL.

FUENTE REAL

A diferencia de las fuentes ideales, la diferencia de potencial que producen o la corriente que proporcionan las fuentes reales, depende de la carga a la que estn conectadas.

GENERADORES DE CC

Los generadores de corriente continua funcionan parecido a los motores de corriente continua. En general, los motores de corriente continua son similares en su construccin a los generadores. De hecho podran describirse como generadores que funcionan al revs. Los generadores son mquinas que convierten la energa mecnica en elctrica se le denomina tambin alternador o dnamo.Su funcionamiento constituye una aplicacin directa del la ley de induccin de Faraday. En forma esquemtica El generador est construido a partir de una bobina que gira en el campo magntico. De esta manera, una fuerza electromotriz se establece sobre la bobina como consecuencia de las variaciones del flujo mientras que gira.

Al lado izquierdo se muestra cmo funciona el generador, usando una espira que gira en el campo magntico de un imn permanente. Los lados de la espira son pintados con diferentes colores para poder distinguirlos cuando la espira gira. Aplicando la ley de Faraday, y con la ayuda de la ley de Lenz, se puede entender que en los extremos de la espira se induce una f.e.m. cuya amplitud y signo cambia segn gira la espira. Lo que queda claro es que el alambre que queda a la derecha ser siempre el lado positivo.

Para aprovechar la fem as generada debe implementarse unos contactos mviles que conmutan automticamente los terminales de la bobina mientras que sta gira. Esta parte de del generador recibe el nombre de conmutador, y est formado por unas pistas de cobre llamadas delgas, donde se conectan los extremos de la bobina, y las escobillas que recoge la f.e.m. de la bobina para entregarlas a los contactos externos o bornes del generador.

Lamentablemente, un generador como el de la ilustracin tiene muchos inconvenientes. Para empezar, por tener una sola espira la tensin sera muy pequea pero, ms importante, la tensin generada tendra variaciones muy pronunciadas. Adems, por tener un entrehierro muy grande, el campo magntico en el lugar donde gira la bobina sera menor que el disponible en los imanes. Por todas esas razones, el inducido del generador se construye usando muchas bobinas, cada una de las cuales tiene un nmero considerable de espiras y todas ellas se arrollan sobre un ncleo de hierro como se muestra en la Figura.

Funcionamiento de sus partes

Un generador es una mquina elctrica que produce energa elctrica en forma de corriente continua aprovechando el fenmeno de induccin electromagntica. Para ello est dotada de un armazn fijo (estator) encargado de crear el campo magntico en cuyo interior gira un cilindro (rotor) donde se crearn las fuerzas electromotrices inducidas. EstatorConsta de un electroimn encargado de crear el campo magntico fijo conocido por el nombre de inductor.

Rotor Es un cilindro donde se enrollan bobinas de cobre, que se hace girar a una cierta velocidad cortando el flujo inductor y que se conoce como inducido.

Durante un semiperiodo se obtiene la misma tensin alterna pero, en el semiperiodo siguiente, se invierte la conexin convirtiendo el semiciclo negativo en positivo.El inducido suele tener muchas ms espiras y el anillo colector est dividido en un mayor nmero de partes o delgas, aisladas entre s, formando lo que se denomina el colector. Las escobillas son de grafito o carbn puro montado sobre portaescobillas que mediante un resorte aseguran un buen contacto.

Al aumentar el nmero de delgas, la tensin obtenida tiene menor ondulacin acercndose ms a la tensin continua que se desea obtener.

Los generadores de corriente continua funcionan normalmente a voltajes bastante bajos para evitar las chispas que se producen entre las escobillas y el conmutador a voltajes altos. El potencial ms alto desarrollado para este tipo de generadores suele ser de 1.500 V. En algunas mquinas ms modernas esta inversin se realiza usando aparatos de potencia electrnica, como por ejemplo rectificadores de diodo. FUENTES INDEPENDIENTES

Son aquellas cuyas caractersticas no dependen de ninguna otra variable de red, aunque pueden variar con el tiempo.

Fuente de tensin o voltajeAquella en la que el valor de su voltaje es independiente del valor o direccin de la corriente que lo atraviesa.Impone el voltaje en sus bornas, pero la corriente que lo atraviesa estar impuesta por la red o circuito al que est conectado.Representacin:

Cuando el voltaje es nulo, la caracterstica I-V es igual a la de una resistencia nula (CORTOCIRCUITO). Es decir, anular un generador de voltaje ideal es sustituirlo por un cortocircuito, o bien, la resistencia interna de un generador ideal de voltaje es nula.

FUENTE DE CORRIENTE

Son aquellas en las que el valor y la direccin de la corriente que circula a travs de ella es independiente del valor y polaridad del voltaje en sus terminales.Impone la corriente de rama, pero el voltaje en sus bornas estar impuesto por la red a la que est conectado.Representacin:

Cuando la corriente es nula, la caracterstica I-V es igual a la de una conductancia nula (resistencia infinita, CIRCUITO ABIERTO). Es decir, anular un generador de corriente ideal es sustituirlo por un circuito abierto; su resistencia interna es infinita (conductancia nula).Las fuentes son elementos activos, aunque pueden absorber energa. EJEMPLO:

Generador 1: (entrega energa: signo negativo de la potencia)Generador 2: (absorbe energa, se est cargando)Resistencia: (absorbe energa, disipa calor)La suma total de potencias es cero (la energa que cede un generador la reciben la resistencia y el otro generador).

FUENTES DEPENDIENTES O CONTROLADAS

Son aquellas cuyo valor de salida es proporcional al voltaje o corriente en otra parte del circuito. La tensin o corriente de la que dependen se llama VARIABLE DE CONTROL. La constante de proporcionalidad se denomina GANANCIA.

Existen cuatro tipos: Fuente de voltaje controlada por voltaje (FVCV)

Fuente de voltaje controlada por corriente (FVCC)

Fuente de corriente controlada por voltaje (FCCV)

Fuente de corriente controlada por corriente (FCCC)