Sé que los dos polos de una batería conectada en un circuito cerrado actuarían como una fuente de voltaje . Esto se debe a que el terminal + ve tiene un potencial más alto en comparación con el terminal -ve. Esto es lo que impulsa la corriente a través del circuito.
Pero para una fuente actual , ¿cómo funciona? ¿El terminal -ve no actúa como una fuente actual?
¿El terminal -ve no actúa como una fuente actual?
El término "fuente actual" no significa algo como "el terminal del que salen los electrones", aunque puedo entender por qué podrías estar pensando en ello de esa manera.
Una fuente actual es la dual de una fuente de voltaje. A diferencia de una batería que produce un voltaje fijo (aproximadamente) para una amplia gama de corrientes, una fuente de corriente produce una corriente fija (aproximadamente) para un amplio rango de voltajes.
Aquí hay un ejemplo simple. Si coloca una resistencia de resistencia R a través de una fuente de tensión de voltaje \ $ V_S \ $, la corriente \ $ I \ $ viene dada por:
\ $ I = \ dfrac {V_S} {R} \ $
En otras palabras, la corriente \ $ I \ $ a través de la fuente de voltaje está determinada por el circuito externo que, en este caso, es solo una resistencia.
Por el contrario, si coloca una resistencia R en una fuente actual de \ $ I_S \ $, el voltaje \ $ V \ $ viene dado por:
\ $ V = I_SR \ $
En otras palabras, el circuito externo determina el voltaje \ $ V \ $ a través de la fuente de corriente. La fuente actual produce una corriente fija que es (idealmente) independiente de la carga asociada a la fuente.
Mientras que las fuentes de voltaje "buenas" tienen una resistencia interna muy baja , las fuentes de corriente "buenas" tienen una resistencia interna muy alta .
De hecho, se puede aproximar una fuente de corriente con una fuente de alto voltaje en serie con una gran resistencia.
Una fuente de voltaje ideal produce la corriente necesaria para mantener el voltaje. Una fuente de corriente ideal produce cualquier voltaje necesario para mantener la corriente. Sí, realmente es así de simple.
Supongamos que tiene una fuente de corriente ideal de 10 mA. Si lo corta, fluirán 10 mA y la tensión será 0. Si coloca una resistencia de 1 kΩ a través de ella, fluirán 10 mA y la tensión será de 10 V. Si coloca una resistencia de 10 kΩ a través de ella, 10 mA fluirá y la tensión será de 100 V. Si lo deja abierto, la tensión subirá tanto como sea necesario para que fluya 10 mA. Eso podría ser unos pocos 10s de kV inicialmente para descomponer e ionizar el aire entre los dos contactos. Lo que sea necesario. Una vez que el aire está ionizado (se ha formado una chispa), el voltaje bajará nuevamente, ya que el aire ionizado es algo así como un conductor y se necesita mucho menos voltaje para mantener los 10 mA que para descomponer el aire inicialmente.
Las fuentes actuales reales tienen limitaciones reales, por supuesto. Una obvia es la tensión máxima que puede producir. Otra es cómo se regula la corriente. Puede medir una fuente de corriente real, por ejemplo, emitiendo 10.0 mA a 0 V y 9.9 mA a 10 V. Tenga en cuenta que esta caída se puede expresar como una resistencia. 10 V / 100 µA = 100 kΩ. En la primera aproximación, puede modelar esta fuente de corriente real como una fuente de corriente ideal con 100 kΩ de forma interna que no puede hacer nada al respecto. Por la equivalencia de Norton a Thevenin (mire esto si no los conoce), también puede pensar en esto como una fuente de voltaje de 1 kV con 100 kΩ en serie.
Una fuente de corriente perfecta tiene una resistencia infinita y una resistencia de fuente de voltaje 0 perfecta.