Fuente de Corriente

Fuente ideal de corriente

Una fuente ideal de corriente es un dispositivo cuya corriente es independiente del voltaje entre terminales.

¿Qué voltaje hay entre terminales de una fuente de corriente Is de 1 amperio conectada a un resistor RL de 1 Ω y a uno de 1 MΩ?

• ¿Qué potencia entrega la fuente en cada caso?

Conclusión: una fuente de C.C. de un amperio produce un voltaje de un voltio  sobre un resistor de 1 Ω, y produce un voltaje de un millón de voltios sobre un resistor de 1 MΩ. Es decir, la fuente de corriente tiene una capacidad ilimitada para entregar potencia.

En realidad no existe un dispositivo como este y que mantenga constante su corriente.

Gráfica IL vs VL  de una fuente ideal de corriente

Fuente real de corriente

La resistencia interna (Rsi) en paralelo con la fuente de corriente no está realmente presente, sino que sirve para tomar en cuenta que la corriente de salida disminuye cuando el voltaje en la carga aumenta. Su presencia permite modelar más fácilmente el comportamiento de una fuente de corriente física, real o práctica.

Gráfica IL vs VL de una fuente real de corriente

La fuente ideal de corriente se sustituye por otro modelo en el que aparece una resistencia interna Rsi para tomar en cuenta la disminución de corriente entre sus terminales cuando se extraen grandes voltajes de esta.

Línea de carga IL vs  VL de una fuente real de corriente

Gráfica IL vs VL

Para obtener la gráfica de corriente de carga contra voltaje de carga  o simplemente línea de carga de una fuente real de corriente recurrimos a la siguiente figura:

Curva de carga: Gráfica de IL vs RL

Para obtener una línea de carga más completa vamos a trazar la CURVA DE CORRIENTE.

Un divisor de corriente da la corriente por RL

Con estos puntos podemos trazar de forma más completa la gráfica de IL v VL

Se observa que al disminuir la carga desde infinito hasta cero, la corriente asciende desde cero hasta corriente de cortocircuito que es la corriente de la fuente, y el voltaje de la carga pasa desde el voltaje de circuito abierto hasta cero.

Así mismo, al aumentar la carga desde cero hasta infinito la corriente pasa desde corriente de cortocircuito hasta cero, y el voltaje de la carga pasa desde cero hasta el voltaje de la fuente o voltaje de circuito abierto.

Ejemplo 1 Línea de carga para una fuente de corriente

Trazar la línea de carga (tres puntos) del siguiente circuito

PASO 1:

Calcular la corriente en función de la carga, es decir, la ecuación de la  CURVA DE CORRIENTE

Un divisor de corriente da la corriente por RL

PASO 2:

Evaluar IL para diferentes valores de RL: 0, Rsi e infinito

PASO 3:

Graficar la curva de voltaje

PASO 4:

Calcular la corriente en función del voltaje, es decir, la ecuación de la  LÍNEA DE CARGA

PASO 5:

Graficar la línea de carga

PASO 6:

Evaluar RL para un valor de corriente muy cercano (80%) a la corriente de la fuente.

Rendimiento de una fuente de corriente

Se observa que para un mayor rendimiento, es decir, para que la fuente de corriente se comporte como una fuente ideal, la resistencia de la carga  debe ser muy pequeña comparada con la resistencia interna de la fuente de corriente, del orden de 100 veces menor.