¿Hay algún dispositivo físico llamado fuente actual?

Estoy convirtiendo esta respuesta en una wiki de la comunidad para que cualquiera pueda agregarla.

El circuito mirror actual es una fuente de corriente muy común que se utiliza principalmente en los CI:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Se puede usar un regulador lineal para hacer una fuente actual:

^{simular este circuito}

También es posible crear una fuente actual desde un amplificador operacional:

^{simular este circuito}

La fuente de corriente más simple se puede hacer de solo dos partes, JFET y resistencia. Este circuito se debe a la mayoría como a los de arriba, utilizando una tensión de corte de JFET como referencia.

^{simular este circuito}

Cuando los libros de texto dicen "fuente de voltaje" o "fuente de corriente", implican fuentes de voltaje de constante o de constante .

Si tiene un voltaje constante, entonces la corriente del circuito depende de la carga. Una fuente de voltaje debe poder proporcionar cualquier corriente que el circuito requiera.

La corriente constante es opuesta: para que el circuito tenga una corriente fija, entonces la fuente de corriente debe ser capaz de proporcionar cualquier tensión necesaria para impulsar la corriente a través de la carga.

La gente está acostumbrada a la idea de que una batería, o una fuente de alimentación, se considera una fuente de voltaje. Pero en realidad no son constantes. El voltaje de una batería comenzará a colapsarse cuando extraiga demasiada corriente, la fuente de alimentación de conmutación tiene ondulación, etc.

Entonces, si estamos dispuestos a ampliar las expectativas de una manera similar, hay algunos dispositivos comunes que podrían denominarse "fuentes actuales":

1. Un controlador LED de corriente constante. Un BuckPuck, por ejemplo, conducirá (por ejemplo) 350mA a través de una serie de LED en serie, sin importar cuántos LED haya. Por supuesto, a menos que exceda su voltaje de salida máximo.

2. Una fuente de alimentación de sobremesa, con un ajuste de limitación de corriente. Si lo marca a 1 amp, y corta la salida, aún así solo se entregará un amp. El voltaje colapsará a casi nada, pero obtendrá 1 Amp.

3. Un panel solar! Si observa un gráfico V / I de un panel determinado, verá que emiten una corriente fija en un gran conjunto de condiciones de carga. La corriente no comienza a caer hasta que la carga se vuelve lo suficientemente grande. Sin embargo, rara vez se piensa en esto, porque siempre queremos operar un panel solar con una carga útil.

Y así sucesivamente ...

1. Varios circuitos electrónicos deben ser fuentes de corriente. El más simple consiste solo en JFET y resistencia. En esquemas las fuentes actuales se implementan de esta manera. Tenga en cuenta que, por lo general, las fuentes de voltaje son iguales (consulte el diodo Zener y el intervalo de banda)

2. Las celdas radioisotópicas, por ejemplo, alfavoltaicas y betavoltaicas, son fuentes actuales (exponenciales). El radioisótopo en esta celda emite una cantidad fija de partículas cargadas por tiempo, por lo que podría haber una corriente fija entre sus terminales.

3. Igual que el anterior para algunas células químicas, que tienen su corriente definida por proceso químico.

4. Las células fotovoltaicas, así como los fototransistores, podrían tener una corriente definida por la cantidad de luz.

Una celda de moneda de litio es una especie de fuente de corriente ... puede probar los LED con ellos, lo cual es una aplicación razonable de una fuente de corriente.

Los transformadores generalmente están diseñados para ser fuentes de voltaje de CA, pero existen aquellos diseñados para ser fuentes de corriente, transformadores de corriente que son fuentes de corriente bastante precisas de hasta unos pocos vatios de potencia, y transformadores diseñados con derivaciones magnéticas para utilizar tubos de descarga de gas en funcionamiento ( por ejemplo, neón).

Un dispositivo que podría incondicionalmente suministrar una cantidad constante de corriente (o un voltaje constante para eso) tendría que ser capaz de suministrar una cantidad ilimitada de energía. Eso es, por supuesto, imposible. Es posible construir dispositivos que pasarán una cantidad relativamente constante de corriente sobre un rango de voltajes que empujarían energía hacia ellos, o construir dispositivos que impulsarán una cantidad relativamente constante de corriente sobre algún rango de voltajes que extraigan energía del dispositivo siempre y cuando el dispositivo tenga energía disponible para entregar (ya sea almacenado internamente o suministrado externamente). En general, cuando un esquema muestra una fuente de corriente constante, la intención es que tomará la forma de un dispositivo que pasará o impulsará una cantidad constante de corriente en el rango de voltajes que tiene que tratar para que el circuito general logre su función prevista.

Tenga en cuenta que incluso cuando se utiliza una fuente de voltaje o una fuente de corriente dentro del rango operativo previsto, el voltaje que lo atraviesa y la corriente que fluye a través de él se verán afectados entre sí. Por ejemplo, una fuente de corriente pasiva (que absorbe energía) puede especificarse como que pasa al menos 99.5uA con 1 voltio a lo largo, como máximo 100.5uA con 10 voltios a través de él. En general, los circuitos se diseñarán de modo que puedan funcionar "perfectamente" si las fuentes actuales (así como todos los demás componentes) se comportan como deberían, pero "aceptablemente" para cualquier combinación de comportamientos dentro de las tolerancias requeridas.

Imaginemos un circuito muy simple, por ejemplo, una fuente de voltaje de CC que proporciona una diferencia de potencial de 1 voltio a través de una resistencia de 1 ohmio que hace que fluya una corriente de 1 amperio. Si luego rompió el circuito en el lado bajo (entre la resistencia y la tierra) y luego agregó un multímetro en serie con la resistencia, usted medirá una corriente de 1 amperio.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Si el circuito que describí es un equivalente de Thevenin, entonces desde el punto de vista del "análisis de circuito", la fuente actual es más como una Transformada Norton.

Si luego pensó en todo el sistema, incluida la fuente de voltaje como una "caja negra" y como solo tiene dos salidas (los terminales a los que se conecta el multímetro), entonces podría llamarlo fuente de corriente.

Sin embargo, si luego intentara conectar una carga a esta fuente actual, encontraría que la corriente cambiaría (debido a la ley de Ohms que actúa dentro de la caja negra).

Por lo tanto, hay circuitos prácticos que pueden construirse a partir de colecciones de amplificadores operacionales u otros materiales semiconductores, que tienen este "efecto de corriente constante". Sin embargo, ninguno de ellos es una "fuente actual" pura.

Usted dice que una batería es una "fuente de voltaje".

Sin embargo, sin una resistencia conectada para permitir que la corriente fluya, la batería no puede disipar la energía eléctrica, por lo que su fuente de voltaje no puede hacer nada útil sin permitir que la corriente fluya. La definición de corriente es la tasa de flujo de carga. Una buena definición de voltaje es la energía eléctrica por unidad de carga. Separar los dos en "fuentes" es difícil, porque:

(a) los haces de electrones que llamamos coulomb no se moverán y crearán los fenómenos que llamamos "corriente" sin que los electrones se muevan.

(b) la diferencia potencial, o el trabajo realizado contra el campo e para mover una carga del punto físico a al punto físico b también requiere movimiento.

Lo que estoy tratando de decir es que el voltaje y la corriente no ocurren independientemente cuando una fuente (ya sea que lo llamemos corriente o voltaje) está suministrando energía a una carga, por lo que creo que es difícil conceptualmente "pensar "sobre el voltaje y las fuentes de corriente como si fueran / son diferentes.