Font de tensió

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Diagrama d'una font de voltatge ideal, V, amb una resistència, R, i creant un correntI

Font elèctrica o Font de tensió ideal o Font de voltatge ideal en electricitat és un element del circuit on el voltatge que hi passa és independent del corrent que hi passa. Una font de voltatge és el dual d'una font de corrent. En anàlisi una font de voltatge subministra un potencial constant (de corrent continu o corrent altern) entre els seus terminals per qualsevol corrent que hi flueixi. En el món real les fonts elèctriques, com són les piles, les bateries, els generadors o els sistemes d'energia poden ser modelats per a propòsits d'anàlisi com una combinació d'una font de voltatge ideal i una combinació ideal d'elements d'impedància elèctrica.

Una font elèctrica designa els dispositius que poden produir una força electromotriu.

Tipus[modifica | modifica el codi]

Entre els diversos tipus de fonts de tensió hi han:

  • les fonts de tensió estabilitzades, que resten constants sigui quina sigui la càrrega aplicada.
  • les fonts de tensió simètriques (amb tres sortides: positiu (+), comú (0) i negatiu (-) i amb les característiques del costat positiu simètriques respecte al costat negatiu)
  • les fonts de tensió ajustables

Fonts ideals[modifica | modifica el codi]

Figura 1: Símbols de les fonts ideals de tensió a), i intensitat, b).

Una font elèctrica ideal és una abstracció matemàtica que simplifica l'anàlisi de circuits elèctrics.[1]

Les fonts ideals són elements utilitzats en la teoria de circuits per a l'anàlisi i la creació de models que permetin analitzar el comportament de components electrònics o circuits reals. Poden ser independents, si les seves magnituts (tensió o corrent) són sempre constants, o dependents en el cas que depenguin d'una altra magnitud (tensió o corrent). Cap font de voltatge real és ideal, ja que totes tenen una resistència interna superior a zero i cap pot subministrar un corrent sense límit.

  • Font de tensió ideal: aquella que genera una diferència de potencial. entre els seus terminals constant i independent de la càrrega que alimenti. Si la resistència de càrrega és infinita es dirà que la font està en circuit obert.
  • Fontd'intensitat ideal: aquella que proporciona una intensitat constant i independent de la càrrega que alimenti. Si la resistència de càrrega és zero es dirà que la font està en curtcircuit.

Fonts reals[modifica | modifica el codi]

Figura 2: símbols de les fonts reals de tensió, a), i intensitat, b).

A diferència de las fonts ideals, la diferència de potencial que produeixen o el corrent que proporcionen les fonts reals depèn de la càrrega a que estiguin connectades.

Fonts de tensió[modifica | modifica el codi]

Una font de tensió real es pot considerar com una font de tensió ideal. En circuit obert, la tensió entre els borns A i B (VAB) és igual a Eg (VAB=Eg), però si entre aquests borns es connecta una càrrega, RL, la tensió passa a ser:

 V_{AB} = {Eg*RL \over {RL + Rg}}

que depèn de la càrrega connectada.

Com a exemples de fonts de tensió real hi ha:

Fonts d'intensitat[modifica | modifica el codi]

Una font de corrent real es pot considerar com una font d'intensitat ideal, Is, en paral•el amb una resist`ncia, Rs, que s'anomena resistència interna de la font (figura 2b). En curtcircuit, el corrent que proporciona és igual a Is, però si es connecta una càrrega, RL, el corrent proporcionat,  I_L, passa a ser:

 I_L = Is \cdot {Rs \over {RL + Rs}}

que depèn de la càrrega connectada.

Al contrari que la font de tensió real, la font d'intensitat té una aplicació física,i es fa servir només com model matemàtic

Rendiment[modifica | modifica el codi]

Figura 3: Fonts reals amb càrrega de tensió, a), i intensitat, b).

Una font real no pot lliurar tota la potència a la càrrega que alimenti degut a la seva resistència interna. En la font real de tensió de la figura 3a), la potència total lliurada ve donada per:

 P_t = {Eg^2 \over Rg+RL}

Part d'aquesta potència es dissipa en la resistència interna Rg de la mateixa font, de manera que la potència útil,  \quad P_u , generada, és a dir la lliurada a la càrrega RL serà:

 P_u = {Eg^2 \over {(Rg+RL)^2}} RL

S'anomena rendiment  \quad \eta , de la font a la relació entre aquesta potència i la total:

 \eta = {P_u \over {P_t}} = {RL \over {Rg+RL}}

D'on es dedueix que el rendiment serà més gran com menor sigui la resistència interna Rg respecte a RL.


 \eta = {P_u \over {P_t}} = {Rs \over {Rs+RL}}

D'on es dedueix que el rendiment serà major com més gran sigui la resistència interna Rs respecte a RL.

Equivalència[modifica | modifica el codi]

Es diu que dues fonts reals, una de tensió i una altra d'intensitat, són equivalents, quan cpnnectades a la mateixa càrrega, RL, li subministren el mateix corrent.

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. K. C. A. Smith, R. E. Alley , Electrical circuits: an introduction, pp. 11-13, Cambridge University Press, 1992 ISBN 0-521-37769-2

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]