Katiuska mañez revista
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EDICIÓN JUNIO
TRANSFORMACION DE
FUENTES
DIVISOR DE VOLTAJES Y
CORRIENTES
Mañez R. Katiuska
CONCEPTOS BASICO
EJEMPLOS
IMPORTANTES
ILUSTRACIONES QUE
NO TE PUEDES
PERDER
Fuentes
independientes.
En electricidad se entiende por fuente al
elemento activo capaz de generar una
diferencia de potencial entre sus bornes o
proporcionar una corriente eléctrica.
Entre los elementos más importantes de un
circuito se encuentran las fuentes
independientes de tensión e intensidad. Su
importancia radica en que generalmente son las
que entregan a todo el circuito la energía
suficientes para funcionar, por lo que todo
circuito posee al menos una fuente
independiente.
Fuente dependiente
Una fuente dependiente es una fuente cuyo
valor depende de otra variable del circuito:
• Fuente de corriente dependiente
del potencial V1
• El potencial V1 viene dado por un
circuito de entrada
• Produce una intensidad i = gv1
donde: g es una constante con las unidades
A/V.
La corriente que fluye por el circuito de salida
depende del voltaje que proporciona el circuito
de entrada.
Fuente de tensión.
Son los tipos más comunes de fuentes de
alimentación que encontramos en
prácticamente cualquier circuito. Entre sus
bornes proveen una diferencia de potencial (o
tensión) constante, por ese motivo la corriente
que entregan depende del valor de la
resistencia del circuito o de la resistencia de
carga que conectemos.
Una fuente independiente de tensión es un
elemento que proporciona una tensión
específica independientemente de la intensidad
que pase por ella.
En general una fuente independiente de tensión
puede ser positiva o negativa, y puede ser
constante o variable con el tiempo.
En los circuitos una fuente de tensión se
simboliza con dos líneas de distinto tamaño,
correspondiendo la más grande al polo positivo.
Fuente de intensidad.
Una fuente independiente de intensidad es un
elemento que proporciona una intensidad
específica
completamente
independiente a la
tensión entre sus
nodos.
Son aquellas que proveen una corriente
constante al circuito o resistencia que se les
conecta. Por lo tanto si cambia el valor de la
resistencia de carga, la fuente aumenta o
disminuye el potencial entre sus bornes, de tal
forma de mantener constante la corriente por
esa resistencia.
Fuente real
Una fuente real de voltaje tiene una resistencia
interna que limita la tensión que puede
suministrar. Si la resistencia de carga es mucho
mayor que la resistencia interna, la fuente real
se aproxima a una fuente ideal.
Una fuente real de corriente tiene una
resistencia interna en paralelo (divisor de
corriente) que limita la corriente que puede
suministrar. La corriente que se suministra a la
resistencia de carga depende del valor de la
resistencia interna. A mayor resistencia interna,
mayor corriente suministrada.
Fuentes ideales
son elementos utilizados en la teoría de
circuitos para el análisis y la creación de
modelos que permitan analizar el
comportamiento de los circuitos reales. Sus
magnitudes (tensión o corriente) son siempre
independientes de la carga que alimentan.
Transformación de fuentes
La transformación de fuentes es otra
herramienta para simplificar circuitos,
permitiendo la combinación de resistencias y
fuentes.
La transformación de fuentes es el proceso de
reemplazar una fuente de voltaje Vs en serie
con una resistencia R, por una fuente de
corriente Is en paralelo con una resistencia R o
viceversa.
Esta transformación garantiza que ambos
circuitos son equivalentes, es decir, tienen
idéntico comportamiento visto desde los
terminales A y B.
Se aplica a las fuentes dependientes con tal de
que manejemos cuidadosamente la variable
dependiente.
Permite manipulaciones para facilitar el análisis
de circuito.
Tener Presente
La flecha de la fuente de la corriente se dirige
hacia la terminal terminal positiva positiva de la
fuente de voltaje.
La transformación de una fuente no es posible
cuando es el caso de una fuente de ideal.
Si el voltaje o la corriente asociada con una
resistencia particular particular se emplea como
una variable variable de control control para una
fuente dependiente, o es la respuesta deseada
de un circuito, la resistencia no debe incluirse
en las transformaciones.
La meta consiste en combinar todas las fuentes
de corriente y todas las fuentes de voltaje en el
circuito.
También aplica a fuentes dependientes
Ejemplo
La equivalencia entre fuentes de voltaje y
corriente ayuda a manipular el circuito, de
manera que el análisis análisis se reduce al
poder simplificar elementos en serie y paralelo.
Entonces es gracias a la transformación de
fuentes que nos es permitido intercambiar los
siguientes circuitos al ser equivalentes.
Divisor de voltajes
Se usa para calcular el voltaje de alguno de los
resistores que se han unido en un arreglo en
serie, en función del voltaje del arreglo. Si no
hay resistores en serie no es posible aplicar
divisor de voltaje.
Voltaje: Es la presión que ejerce una fuente de
energía sobre las cargas eléctricas en un
circuito cerrado.
Resistencia: Es toda oposición que encuentra la
corriente en su recorrido por un circuito.
Dos resistores en serie
En un arreglo en serie, el voltaje menor se
localiza sobre el resistor menor.
Ejemplo
El voltaje se divide cuando se ponen dos
resistencias en serie. Para poder calcular el
valor que se queda en cada resistencia se usa
el siguiente método:
Primero se calcula el valor de la resistencia total,
la cual es la suma de las resistencias.
RT = R1 + R2+...+Rn.
Supongamos que sean un circuito de dos
resistencias con valores de 1 kiloOhm y de 10
kiloOhms.
RT = 1+10 = 11 kiloOhms.
En este ejemplo vamos a tomar al voltaje total
con un valor de 5 volts, entonces el voltaje en la
resistencia R1 seria:
V1 = VT*(R1/R1+R2)
V1 = 5v*(1k/11k) = 0.4545v
Para el voltaje en R2 seria:
V2 = VT*(R2/R1+R2)
V2 = 5v*(10k/11k) = 4.4545v
Se puede observar que V1 + V2 = VT.
El mayor voltaje se queda en la resistencia de
mayor valor y el voltaje mas pequeno se
almacena en la resistencia de menor valor.
Ejemplo
Supongamos que tenemos un circuito con 2
resistencia con valores de 4Ω cada una de las
resistencia. Con un voltaje de 20V
Despejando la formula tenemos:
Rt= R1 + R2
Rt = 4Ω + 4Ω = 8Ω
Para la Resistencia 1:
V1= V* (R1/R1+R2)
V1= 20V* (4Ω / 8Ω)
V1= 20 x 4 / 8 = 10V
Para la Resistencia 2:
V2 = V* (R2/R1+R2)
V2= 20V* (4Ω / 8Ω)
V2= 20 x 4 / 8 = 10V
Tenemos que
V1 + V2 = VT
10V + 10V = 20
Divisor de
Corriente
La regla del
divisor de
corriente (RDC)
determinará cómo se divide entre los elementos
la corriente que entra a un conjunto de ramas
paralelas.
Un divisor de corriente es una configuración
presente en circuitos eléctricos que puede
fragmentar la corriente eléctrica de una fuente
entre diferentesimpedancias conectadas en
paralelo. El divisor de corriente es usado para
satisfacer la Ley de tensiones de Kirchhoff.
Supóngase que se tiene una fuente de corriente
IC, conectada en paralelo con nimpedancias. La
polaridad negativa de la fuente IC - debe estar
conectada al nodo de referencia. Las
impedancias deben cerrar el circuito.
El circuito dual del divisor de corriente es
eldivisor de tensión.
Para un divisor de corriente con n impedancias,
se tiene un esquema similar a este:
La corriente que circula por cada impedancia es
el producto de la corriente proporcionada por el
generador por todas las demás impedancias (es
decir, todas menos por la que pasa la corriente
que queremos calcular) dividido entre la suma
de todas las posibles combinaciones de
productos de impedancias en grupos de n-1 en
n-1:
Que también se puede escribir como:
Las ecuaciones se simplifican bastante si
trabajamos con admitancias en lugar de
impedancias, sabiendo que :
Que dando la expresión de la siguiente forma:
Ejemplo
Para dos elementos en paralelo de igual valor,
la corriente se dividirá en forma equitativa.
Cada resistencia tendrán 6mA
Para elementos en paralelo con valores
diferentes, a menor resistencia, mayor será la
porción de la corriente de menor resistencia,
mayor será la porción de la corriente de entrada
Para elementos en paralelo de valores
diferentes, la corriente se dividirá según una
razón igual a la inversa corriente se dividirá
según una razón igual a la inversa de los
valores de sus resistores.
Para obtener i2