conversión de fuente

Los métodos de conversión de energía se utilizan para simplificar circuitos y modificar circuitos complejos convirtiendo fuentes de corriente independientes en fuentes de voltaje independientes y viceversa. Para analizar el circuito, puede utilizar estas transformaciones para aplicar técnicas simples de divisor de voltaje y divisor de corriente. Este método de conversión de fuente también se puede utilizar para convertir un circuito de un circuito equivalente de Thevinin a un circuito equivalente de Norton. Explicaremos brevemente estos métodos de conversión de fuentes.

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fuente de voltaje práctica

Una fuente de voltaje ideal es un dispositivo que proporciona un voltaje terminal que es independiente de la corriente que fluye a través de él. Sin embargo, esa fuente ideal en realidad no existe. Suponga que la batería produce 12 V cuando no hay carga conectada o no fluye corriente. Cuando transporta corriente de carga, la batería produce un voltaje inferior a 12 V. Estas fuentes de energía se denominan fuentes de voltaje de servicios públicos. Sin embargo, siempre que la potencia o corriente extraída de la carga sea pequeña, estas prácticas fuentes de alimentación son fuentes de voltaje ideales.

VI características de las fuentes de voltaje prácticas.

Por lo tanto, el modelo real del dispositivo (fuente de voltaje práctica) se obtiene mediante una fuente de voltaje ideal con una resistencia en serie. Esta resistencia en serie es similar a la caída de voltaje en el dispositivo cuando la corriente fluye a través de él. La resistencia en serie se llama resistencia interna de la fuente de voltaje. Esto no significa que dicha disposición se encuentre dentro del dispositivo fuente real, simplemente representa una reducción en el voltaje terminal debido a un aumento en la corriente de carga.

Práctica fuente de tensión con resistencia interna.

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fuente de corriente práctica

Al igual que una fuente de voltaje ideal, una fuente de corriente ideal no existe porque no existe ningún dispositivo o fuente que proporcione una corriente constante independientemente de la resistencia de carga conectada o el voltaje en los terminales de carga. Sin embargo, cuando el voltaje de carga es pequeño, la corriente de carga de la fuente de corriente real y la corriente de la fuente de corriente ideal son iguales. Por lo tanto, un modelo real o fuente de corriente práctica se obtiene a partir de una fuente de corriente ideal en paralelo con una resistencia (o resistencia interna). Esto es similar a , donde en una fuente de corriente real la corriente cambia a medida que cambia el voltaje de carga (o cambia la resistencia de carga).

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Conceptos de conversión de fuente

Considere tanto una fuente de voltaje práctica como una fuente de corriente con una resistencia de carga RL. Veamos cómo se comporta el circuito respecto a los cambios en la resistencia de la carga.

• En un circuito de fuente de voltaje real, si la resistencia de carga RL = 0, la carga actúa como un cortocircuito, por lo que una corriente de cortocircuito fluye a través de la carga. Por tanto, VL es cero (VL ​​= IL * RL) y IL es:

IL = Vs/Rs

• De manera similar, cuando RL=0 en un circuito fuente de corriente real, la carga prefiere la corriente que fluye a través del camino no resistivo, por lo que se comporta como un cortocircuito. Esta corriente de carga es igual a la corriente de alimentación Is, que en un circuito fuente de tensión real es igual al valor Vs/Rs.

Por lo tanto, si RL = 0, Is = Vs/Rs…………(1)

• Si la resistencia de carga RL es infinita, ambos circuitos se comportan como circuitos abiertos. Por tanto, la corriente de carga será cero en ambos circuitos. La caída de voltaje a través de la resistencia Rint en un circuito fuente de corriente real es Is*Rint.

Vint = Es * Pelusa

• Y el voltaje a través de Rs en el circuito fuente de voltaje real es igual a Vs, que es igual a Is*Rint en el circuito fuente de corriente real.

Vs = Is * Rint cuando RL es infinito ………………(2)

Por lo tanto, de las Ecuaciones 1 y 2, tenemos:

Vs = Rs * Es

Vs = pelusa * es

Al observar las dos ecuaciones anteriores, dos fuentes de alimentación son eléctricamente equivalentes si sus resistencias internas son las mismas. Estas dos fuentes son equivalentes y pueden producir los mismos valores de IL y VL cuando se conectan a la misma resistencia de carga. Por lo tanto, estos suministros equivalentes pueden producir los mismos valores de corriente de cortocircuito y voltaje de circuito abierto para resistencia de carga cero y resistencia infinita, respectivamente. Por lo tanto, al reemplazar la resistencia interna, sus características se pueden convertir de una fuente de corriente a una fuente de voltaje y viceversa.

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Conversión de fuente de voltaje a fuente de corriente

Según la explicación anterior, una fuente de voltaje se puede convertir o convertir en una fuente de corriente reemplazando las resistencias en serie en paralelo como se muestra en la figura.

procedimiento:

• Encuentre la resistencia interna de la fuente de voltaje y mantenga esta resistencia en paralelo con la fuente de corriente.
• Aplique la ley de Ohm para determinar el flujo de corriente proporcionado por la fuente de corriente.

En el diagrama anterior, una fuente de voltaje con resistencia Rs se convierte en una fuente de corriente equivalente con resistencia paralela Rs. Este valor actual se puede obtener aplicando una ley de Ohm simple de la siguiente manera:

Es = Vs/Rs.

ejemplo:

Considere el siguiente circuito fuente de voltaje con un voltaje de 20 V y una resistencia interna de 5 ohmios. Este circuito se convierte en una fuente de corriente colocando una resistencia del mismo valor que la fuente de corriente. El valor de esta fuente actual se puede determinar como:

Es = Vs/Rs

= 20/5

= 4 amperios

A continuación se muestra la fuente de corriente equivalente con una corriente de 4 A y una resistencia paralela de 5 ohmios.

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Conversión de fuente de corriente a fuente de voltaje

Una fuente de corriente se convierte en una fuente de voltaje reemplazando una resistencia en paralelo en serie. Vamos a ver cómo funciona.

procedimiento:

• Encuentre la resistencia paralela de la fuente de corriente constante y colóquela en serie con la fuente de voltaje.
• Aplique la ley de Ohm para determinar el valor de voltaje en circuito abierto de la fuente de voltaje.

En la figura anterior, la fuente de corriente se convierte en una fuente de voltaje colocando una resistencia Rs en serie con la fuente de voltaje, y el valor de la fuente de voltaje se calcula de la siguiente manera.

Vs = Es *Rs

ejemplo:

Considere el siguiente ejemplo de conversión de fuente actual. La fuente de corriente es de 10 A y la resistencia en paralelo es de 3 ohmios. Para calcular el valor de voltaje de una fuente de voltaje, aplique la ley de Ohm simple.

Vs = Es * Rs

Vs = 10*3

= 30 voltios.

Por lo tanto, la fuente de voltaje equivalente para esta conversión consiste en una fuente de voltaje de 30 V con una resistencia en serie de 3 ohmios.

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Ejemplo de conversión de fuente

• Considere el siguiente ejemplo donde necesitamos aplicar una transformación de fuente para encontrar el voltaje Vo. Este circuito consta de una fuente de corriente y una fuente de voltaje. Veamos cómo aplicar la transformación de fuente para simplificar el circuito a continuación.

• Como se muestra en el diagrama, la fuente de corriente tiene una resistencia en paralelo y la fuente de voltaje tiene una resistencia en serie, por lo que hay dos áreas en el circuito donde se puede aplicar la conversión de energía. Por lo tanto, estas configuraciones son requisitos necesarios para aplicar transformaciones de origen.

• Primero, considere una fuente de corriente con una resistencia en paralelo de 4 ohmios. Esta fuente de corriente se puede convertir en una fuente de voltaje mediante una conexión en serie de 4 ohmios con una fuente de voltaje, y el valor de la fuente de voltaje se determina como:

Vs = Es * R

= 3*4

= 12 voltios

Considerando que la dirección de la corriente es hacia abajo, los terminales de voltaje de la fuente de voltaje también cambian como se muestra.

• Si colocamos la fuente de voltaje anterior y una resistencia en serie en un circuito, obtenemos el siguiente diagrama.

• Dado que hay resistencias de 4 ohmios y 2 ohmios en serie, la resistencia total en serie es de 6 ohmios, como se muestra a continuación.

• Nuevamente, una fuente de voltaje de 12 V con una resistencia en serie de 6 ohmios se puede convertir en una fuente de corriente. Así que considere convertirlo.

• Esta combinación de fuente de voltaje de 12 V y resistencia de 6 ohmios se puede convertir en una fuente de corriente colocando una resistencia de 6 ohmios en paralelo con la fuente de corriente. Y el valor actual de la fuente actual se puede determinar de la siguiente manera.

Es = Vs/R

= 12/6

= 2 amperios

La dirección del flujo de corriente se muestra en el siguiente diagrama.

• Cuando la fuente de corriente anterior se inserta en el circuito principal, queda como sigue.

• En el lado derecho tenemos una fuente de voltaje con una resistencia de 3 ohmios, por lo que podemos convertirla en una fuente de corriente colocando una resistencia de 3 ohmios en paralelo con la fuente de corriente. El valor de esta fuente actual se calcula como:

Es = Vs/Rs

= 12/3

= 4 amperios

El diagrama muestra la dirección de la corriente en la fuente actual.

• Al insertar la fuente de corriente anterior en el circuito simplificado, el circuito final se ve así:

Del circuito simplificado anterior, parece que las fuentes de corriente son opuestas entre sí. La corriente de nodo que circula por el circuito es:

Es = I1 – I2

= 4-2

= 2 amperios

Aplicando la ley de división, la corriente que circula por la resistencia de 8 ohmios es:

Io = Es * (1/Ro/ ((1/Ro) + (1/R1) + (1/R2))

= 2 * (1/8/((1/8) + (1/6) + (1/3) )

= 0,4 amperios

Por lo tanto, el voltaje a través de la resistencia de 8 ohmios es:

Vo = Io * Ro

= 0,4 * 8

= 3,2 voltios

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