¿Es la fuente de corriente también una fuente de voltaje?

Una fuente de voltaje proporciona, tan cerca como puede administrar al ideal, un voltaje constante (o solo ligeramente variable) a la corriente que sea necesaria (en suministros reales, hasta el límite de la corriente que puede suministrar)

Una fuente de corriente proporciona, tan cerca como puede administrar al ideal, una corriente constante (o solo ligeramente variable) a cualquier voltaje que sea necesario (en suministros reales, hasta el límite del voltaje que puede suministrar).

Si cortocircuitas una fuente de voltaje, obtienes corrientes extremadamente grandes (y normalmente rompes un fusible / disparas un interruptor, etc.)

Si cortocircuitas una fuente de corriente, obtienes la corriente nominal a un voltaje extremadamente bajo y no ocurre nada emocionante.

Si abres un circuito a una fuente de voltaje, permanece allí a su voltaje nominal y no hace nada interesante.

Si abre un circuito de una fuente de corriente, se dispara a su voltaje máximo. Si fuera una fuente de corriente ideal , se conduciría a suficientes kilovoltios para formar un arco y hacer que la corriente nominal fluya en plasma. Realmente no queremos fuentes de corriente ideales en la mayoría de las situaciones por esa razón.

Una fuente de voltaje ideal mantendría un voltaje definido independientemente de la corriente extraída de él.

Una fuente de corriente ideal mantendría una corriente definida independientemente del voltaje a través de ella.

Ninguna de estas cosas existe realmente. Ambas son simplificaciones que utilizamos al analizar circuitos. Incluso si pudiéramos construirlos probablemente no querríamos hacerlo. Un dispositivo con voltaje de circuito abierto infinito o corriente de cortocircuito infinito sería extremadamente peligroso.

Una fuente de voltaje real mantiene un voltaje cercano a su valor definido en un rango definido de corrientes.

Una fuente de corriente real mantiene una corriente cercana a su valor definido sobre un rango definido de voltajes.

Algunas fuentes pueden exhibir ambos comportamientos. Una fuente de alimentación de laboratorio típica es un buen ejemplo, para corrientes bajas mantendrá un voltaje dado, pero una vez que la corriente alcance un umbral dado, el voltaje se reducirá para mantener una corriente constante.

Una fuente de corriente ideal en paralelo con una resistencia es equivalente a una fuente de voltaje ideal en serie con una resistencia. El valor de la resistencia es el mismo en ambos casos y se conoce como la "impedancia de salida". La característica de voltaje frente a la corriente de dicho circuito será una línea recta entre el voltaje de circuito abierto y la corriente de cortocircuito. De manera más general, podemos considerar que la impedancia de salida es dv / di.

Entonces, podría decidir cuál es una impedancia de fuente aceptable para que la variación en la corriente sea lo suficientemente pequeña en el rango de voltaje de salida y luego transformar el circuito de una fuente de corriente con resistencia paralela a una fuente de voltaje con resistencia en serie.

En la práctica eso no funciona tan bien. Para obtener una alta impedancia de salida por ese método se requiere una fuente de alto voltaje que sea ineficiente y pueda crear riesgos de seguridad. Por lo tanto, una fuente de corriente típica implicará algún tipo de retroalimentación para ajustar el voltaje dependiendo de la carga. Para tal fuente, el gráfico de voltaje frente a la corriente no será generalmente una línea recta y, por lo tanto, la impedancia de salida variará dependiendo del voltaje en la fuente.

Normalmente, se utiliza alguna forma de transistor o circuito de amplificador operacional para hacer esto. Existen muchas variaciones según las características que debe tener la fuente.

  

¿Qué es un ejemplo de práctico fuente actual ?

En la soldadura por arco, debe utilizar una fuente de alimentación de corriente constante (CC) o de voltaje constante (CV) dependiendo del proceso que se esté utilizando. Varios de los procesos de soldadura más comunes utilizan fuentes de alimentación de corriente constante (por ejemplo, SMAW, GTAW).

Cuando un operador de SMAW (soldadura "pegajosa") está soldando, la fuente de energía de corriente constante mostrará un cambio relativamente pequeño en el amperaje en comparación con un gran cambio en el voltaje .

Utilizando algunos ejemplos de parámetros operativos para una fuente de alimentación CC, tenemos la máquina configurada en 300A, y verificamos el voltaje y el amperaje en la fuente de energía mientras el operador cambia la longitud del arco al mantener el electrodo más cerca o más lejos del trabajo:

• Arco corto: 30V - 308A
  
• Arco ideal: 32V - 300A
  
• Arco largo: 34V - 290A
  

Aquí podemos ver que hay un relativamente pequeño cambio en el amperaje de 18A con un comparativamente gran cambio en el voltaje de 4V.

  

Para producir corriente, necesitamos voltaje, entonces ¿no es una fuente de corriente también una fuente de voltaje?

No. Fuente de corriente y fuente de voltaje son definiciones teóricas que existen para analizar circuitos eléctricos. Si observas las definiciones, ambas podrían no ser ciertas.

La esencia es que una fuente de corriente proporciona una corriente razonablemente estable (es decir, constante ) y una fuente de voltaje proporciona una tensión predecible (por ejemplo, Baterías de 12V, tomacorrientes de pared de 120V).

Para las fuentes de corriente y voltaje ideales, es así.

El paso actual a través de una fuente actual se fija en un valor constante por la fuente actual. El voltaje a través de una fuente de corriente puede tomar cualquier valor.

El voltaje medido de un terminal al otro de una fuente de voltaje se fija en un valor constante por la fuente de voltaje. La corriente a través de la fuente de voltaje puede tomar cualquier valor.

¿Eso tiene sentido?

Tengo entendido que una fuente actual de la vida real ajusta el voltaje de salida para asegurar que la corriente especificada fluya a través del circuito, mientras que una fuente voltaje produce un voltaje específico en Hasta una corriente nominal. Pero creo que ambas son técnicamente fuentes de voltaje (potencial), una es una tensión variable y la otra tensión fija.

Con respecto al abastecimiento actual, hace años tuve un bloqueo mental hasta que un instructor hizo la simple declaración de que "se supone que la capacidad de fuente de corriente es infinita en las ecuaciones, pero en la vida real siempre está limitada por las capacidades de la fuente. ".

Tienes razón al pensar que no existe una fuente de voltaje ideal o una fuente de corriente ideal en el mundo real.

En cambio, solo hay fuentes, que proporcionan tanto voltaje como corriente. La diferencia entre ellos es cuál de los parámetros está bajo el control de la fuente y cuál está bajo el control de la carga .

Para cargas resistivas simples, tiene la Ley de Ohm que lo ilustra muy bien.

Tienes tres parámetros: voltaje, corriente y resistencia. La ley de Ohm relaciona los tres juntos en una fórmula muy simple: \ $ I = \ frac {V} {R} \ $

Cuando tienes dos de esos valores, puedes calcular el tercero.

Con una fuente de voltaje (constante) tiene un valor fijo de \ $ V \ $ y un valor conocido de \ $ R \ $ (la resistencia de carga), por lo que la corriente de $ \ $ I \ $ es variable y se puede calcular .

A la inversa, para una fuente de corriente (constante) usted tiene un valor fijo de \ $ I \ $ y un valor conocido de \ $ R \ $, por lo que el voltaje \ $ V \ $ es variable y puede calcularse.

Así que en resumen:

• En una fuente de voltaje, el voltaje es fijo y la corriente cambia según la carga.
• En una fuente de corriente, la corriente es fija y el voltaje cambia según la carga.

Solo para agregar algunas matemáticas V = RI (ley de ohmios) Ahora, qué fuente de voltaje hace matemáticamente diciendo que V es constante, por lo tanto es make (RI) constante, lo que implicaría

1. Para aumentar la resistencia (LOAD) se dibuja menos corriente.
2. Sin embargo, la disipación de energía es la misma, lo que implica una posibilidad de que la corriente en el circuito sea menor si la energía requerida es la misma.

Lo contrario ocurre para la fuente de corriente en la que incluso una baja tensión cumpliría con la barrera de energía requerida. Matemáticamente, esta es la diferencia fundamental entre ambas fuentes.

Usted solicitó algunas aplicaciones prácticas de los bucles actuales. Aquí hay algunos. Algunas son históricas y otras todavía se están usando hoy.

Las primeras máquinas Teletype , como el Modelo 15, utilizaban bucles de corriente de 60 mA entre máquinas. Los modelos posteriores, como el Modelo 33, usaban bucles de 20 mA. La ventaja en ambos casos es que puede ejecutar líneas durante varios kilómetros entre máquinas sin necesidad de repetidores, ya que la corriente constante superó las pérdidas debidas a la resistencia de las líneas. Por supuesto, la caída de voltaje en estas distancias aumentó a medida que la distancia aumentó, y algunas líneas se operaron a voltajes de suministro de hasta 125V.

Otra ventaja es que podría agregar máquinas adicionales en serie con las demás en cualquier lugar del bucle, y la fuente de alimentación se compensará automáticamente al aumentar el voltaje que impulsa el bucle.

Estos bucles de teletipo utilizaron una ausencia de corriente para una condición de "espacio", y la presencia de una corriente en la línea para una "marca". Dado que una condición de espaciado (sin datos) era la condición predeterminada, esto redujo el consumo de energía en los circuitos de la fuente de alimentación la mayor parte del tiempo.

Las máquinas de Teletipo Modelo 33 se usaron ampliamente como terminales de computadora para minicomputadoras en los años 70 y 80, y por lo tanto, la mayoría de ellas venía con una interfaz de 20 mA. Incluso la tarjeta serie original para la PC de IBM tenía disposiciones para una interfaz de bucle actual.

MIDI es otro ejemplo de una interfaz de bucle actual. Utiliza 5 mA.

Otro tipo de bucle de corriente fue y aún se usa en algunos lugares para instrumentación. Se llama bucle de corriente de 4-20 mA (también se ha usado 10-50 mA). A diferencia de la corriente constante en los bucles discutidos anteriormente para enviar datos digitales, los bucles de 4-20 mA se utilizan para transmitir lecturas de instrumentos como presión, temperatura, nivel, flujo, pH u otras variables de proceso. Por lo general, 4 mA representa una lectura de 0 y 20 mA representan una lectura a escala completa. Entonces, si la escala completa de un instrumento fuera de 160, cada aumento de 100 µA en la corriente representaría un aumento de uno en la lectura.

Un dispositivo conocido como transmisor se usa para convertir la lectura en una corriente variable. Los modernos son bastante complejos .

Al igual que los bucles digitales de 20 mA y 60 mA, una ventaja de los bucles de corriente de 4-20 mA es que podrían ejecutarse en un par de teléfonos, por ejemplo, para distancias largas.

La razón por la que comenzaron con 4 mA en lugar de 0 mA, es que se utilizó este último para indicar un fallo (bucle abierto).

Intenta reflexionar sobre esta noción, lenta y calmadamente. La corriente es real. Es una realidad física [los electrones se mueven de alguna manera]. Es medible. Es variable [más o menos electrones en movimiento]. Se puede ver con una gama de instrumentos [microscopio electrónico]. Entonces, el paso 1 es llegar a un acuerdo con la existencia de la forma mecánica de la corriente eléctrica, existe. El voltaje no es real. No tiene constituyentes mecánicos en absoluto. Entonces, para todos ustedes que creen erróneamente que AMBAS corriente y voltaje son reales y existen y dependen unos de otros para tener algún significado adicional, están equivocados. El término voltaje debía describirse en el día para EXPLICAR la electricidad de una manera sencilla en lugar de dejar al sujeto confundido y sin explicación. El punto clave a comprender aquí es el significado de EXIST !. Existe la corriente. Es un componente mecánico [tiene masa] que comprende varios bloques de construcción [electrones; partículas; estructura atómica, más interacción entre los constituyentes de acuerdo con las leyes de la física]. El voltaje NO existe porque no tiene masa. Nosotros mismos creamos el valor del voltaje al interponer un instrumento de medición diseñado y etiquetado en un circuito cerrado que permite la continuación o el comienzo de una corriente para circular. Dependiendo de los parámetros físicos [a nivel de electrones] del circuito, dependerá de lo que veamos en nuestro humilde dispositivo de medición de voltaje. Curiosamente, nunca NUNCA necesitamos definir el Voltaje como un parámetro separado si estamos dispuestos a adherirnos a la realidad de los dos componentes del circuito que EXISTEN realmente y definen el flujo de electrones con precisión [resistencia y corriente del circuito]. Lo intenta en algún momento; pronto se vuelve bastante fácil hacer los cálculos.