1.4 Fuentes de tensión y corriente, dependientes e independientes.
Fuentes de tensión:
Las fuentes de voltaje en CD pueden dividirse en tres amplias categorías:
1) baterías (acción química)
2)
generadores (electromecánicas)
3) fuentes de alimentación (rectificadas).
Baterías: Es la fuente de CD más común, consiste en una combinación
de dos o más celdas similares, siendo una celda fuente fundamental de energía
eléctrica desarrollada mediante la conversión de energía química o nuclear.
Todas las celdas o pilas se clasifican en dos tipos primario y secundario. Las
del tipo secundario son recargables, las de tipo primario no lo son. La ventaja
de la unidad recargable es el reducido costo asociado con el hecho de no tener
que reemplazar continuamente las celdas.
Generadores: son muy
diferentes a una batería tanto en construcción como en modo de operar. Cuando
el eje del generador se encentra en rotación a la velocidad nominal, como
consecuencia del torque aplicado de alguna fuente externa de energía mecánica,
se presentara un voltaje de nivel especifico a través de las terminales
externas. El voltaje terminal y el manejo de energía del generador son, por lo
general mayor que los de la batería y su vida útil son determinadas por su
construcción. Los generadores de cd utilizados de manera comercial son típicos
de la variedad de 120 v y 220 v.
Fuentes de alimentación: La
fuente de cd que se encuentra con más frecuencia en el laboratorio emplea
procesos de rectificación y filtrado como medios para obtener un voltaje
continúo de CD.
La mayoría de las fuentes
que se usan en los laboratorios tienen una salida de voltaje regulado y
ajustable con tres terminales disponibles.
Fuentes de corriente:
La fuente de corriente en cd
en el dual de la fuente de voltaje, es decir, así como la batería proporciona
un a voltaje fijo a una red, una fuente de corriente establece una corriente
fija en la rama donde se localiza.
Además, la corriente a
través de una batería es una función de la red a la cual se aplica, así como el
voltaje a través de una fuente de corriente es un a función de la red
conectada.
En general por lo
consiguiente:
Una fuente de corriente
determina la dirección y magnitud de la corriente de la rama donde se localiza.
Además:
La magnitud y la polaridad
del voltaje a través de una fuente de corriente son un a función de la red a la
cual se aplica el voltaje.
1.5 Leyes fundamentales.
Ley de corriente de Kirchhoff:
Gustav Robert Kirchhoff fue
un profesor universitario alemán. Esta ley axiomática, (LCK), establece
simplemente que:
“La suma algebraica de las
corrientes que entran a cualquier nodo es cero”
Esta representa un enunciado
matemático de que la carga no se acumula en un nodo. Un nodo no es un elemento
del circuito y no puede almacenar, destruir o generar carga. En consecuencias
las corrientes deben sumar cero.
1A+1B+(-1C)+(-1D)=0
De lo anterior podemos
establecer las corrientes que entran y salen del nodo, entonces igualamos las
corrientes:
1A+1B=1C+1D
De lo anterior se establece:
“La sumas de las corrientes que entran a
un nodo es igual a la suma de las corrientes que salen”
Ley de tensión de Kirchhoff:
La corriente se relaciona
con la carga que fluye a través de un elemento del circuito, en tanto que la
tensión constituye una medida de la diferencia de energía potencial entre los
extremos de un elemento. En la teoría de circuitos, la tensión solo tiene un
valor único. Por lo tanto, en un circuito, la energía necesaria para mover una
carga unitaria desde un punto A hasta el punto B debe tener un valor
independiente de la trayectoria seguida de A a B. Este hecho se puede se
comprobar por medio de esta ley, (LTK):
“La suma algebraica de las
tensiones alrededor de cualquier trayectoria es cero”
Así se podría escribir
V₁+V₂+V₃+...+Vn = 0
Como se puede ver, la clave
para analizar un circuito de manera correcta consiste en marcar de forma
metódica todas las tensiones y las corrientes sobre el esquema del circuito. De
este modo, la escritura cuidadosa de las ecuaciones LCK y LVK proporcionaría
relaciones correctas y la ley de Ohm se aplicaría como se requiera.
