Domando a la bestia: fuentes de tensión y fuentes de corriente

fuentes de tensión y fuentes de corriente¡Ya ando por acá de nuevo! Nada, hoy la cosa es simple: fuentes de tensión y fuentes de intensidad.

Seguramente no hayas visto nunca una fuente. Igual has tenido suerte de andar cacharreando por algún laboratorio y si que has visto esas cajas mastodónticas. A ver, no son como un coche de grandes pero digamos que tienen un tamaño considerable. Sería como una caja de dos palmos de alta. Como un dvd pero con menos profundidad y más altura.

Bueno que eso no importa, vamos a lo que nos importa: Para qué sirve y cómo se utiliza.

La fuente de tensión, tu vieja conocida

Bueno, ya se me ha escapado que hay dos tipos de fuentes: las de tensión y las de corriente. Vamos con la primera. Ésta lo que hace es ofrecer tensión. Que también ofrece corriente. La diferencia está en lo que es constante, yo creo que luego lo pillarás.

En una fuente de tensión lo que hacemos es conectar un borne negativo y otro positivo y decidir el voltaje al que vamos a trabajar. Los 5 Voltios famosos. Esto nos sirve para alimentar el circuito y también nos permitirá alimentar nuestro Arduino si queremos. Para ello hay que utilizar un cable que vaya a GND y otro a Vin.

Digamos que, si ponemos una resistencia el circuito queda de la siguiente manera:

Fuente de tensión ideal

Como ves… es exactamente igual que cualquier circuito del que te haya podido hablar en el pasado en este blog. Es como si conectaras los componentes a Arduino. Una corriente sale y ataca la resistencia, de manera que la corriente dependerá de la resistencia que pongamos ya que, sea como sea, tenemos que tener los 5 Voltios. A ver si te acuerdas de esta fórmula:

R=V/I

Si despejamos la intensidad tenemos que:

I=V/R

Cómo puedes ver, según aumento el valor de la resistencia, el valor de la Intensidad va a ser menor. Y ésta es la razón por la que utilizamos resistencias para proteger los leds u otros componentes de quemarse.

¿Que por qué digo que va a ser menor? Puede que me haya precipitado con la conclusión. Fíjate que la salida de la fuente va a ser un voltaje constante. Entonces lo que varía es la resistencia, es la única que varía (bueno, la corriente también pero no es algo que físicamente podamos cambiar. La resistencia la conectamos y listo). Un valor de resistencia más grande dividirá más el valor, lo hará más pequeño. Si el valor de la resistencia es muy pequeño, digamos que fuese cero lo que pasaría es que la intensidad se quedaría igual. No se modificaría. Esto es un circuito cerrado, sería como tener un cable.

Aunque en la realidad lo que estaríamos haciendo es un cortocircuito. Conectando 5 Voltios a GND ya que la resistencia ha desaparecido. Y en un cortocircuito lo que pasa es que la corriente aumenta mucho en muy poco tiempo. Tranquilo que las fuentes estas vienen preparadas para cortar el grifo si detectan algún cortocircuito. No vas a quemar nada 😉

Por otra parte, si la resistencia tuviese un valor muy muy alto, digamos infinito, el valor de la corriente sería cero. Estaríamos ante un circuito abierto, vamos que sería como tener el cable desconectado sin nada.

Las rarezas de la fuente de intensidad o fuente de corriente

Vamos con el segundo caso: las fuentes de intensidad. Estas funcionan al contrario que las primeras y lo que ofrecen constante es la corriente, la intensidad. La imagen del circuito sería algo como esto:

Fuente de intensidad ideal

Volviendo a la misma ecuación que antes tenemos que:

R=V/I

Y si despejo el voltaje ahora, que es el que puede variar, tengo que:

V=R*I

De esta manera, si tienes en cuenta que ahora la constante es la intensidad, ¿Qué pasará al aumentar la resistencia? Pues que el voltaje tenderá a aumentar. De esta manera, antes teníamos una resistencia que nos controlaba la corriente para no quemar cosas. Ahora lo que pasa es que la resistencia nos descontrola el voltaje. A más cosas conectadas, mayor será el voltaje que tendremos. Digamos que esto nos fuerza a pensar a la inversa de lo que lo hacemos normalmente.

De hecho, no es lo normal. Lo normal son fuentes de tensión pero en algunos casos puede interesar esta segunda fuente. ¿En qué casos? En los casos en los que no quieras que la intensidad sea importante y haya que tenerla controlada. Ya que, seguro que en tu casa has visto cómo al encender una bombilla, la corriente al inicio es tan alta que a veces se funde. Luego, según aumenta la temperatura la resistencia es mayor y la intensidad baja y ahí no hay problema. O hay componentes que les pasa ala inversa, la resistencia va bajando con el tiempo y se pueden quemar con un aumento de la corriente que no habíamos previsto (esto la gente de bien lo llama thermal shock). Para evitar esta dependencia con una resistencia que es variable se utiliza una fuente de corriente.

En el caso de que la resistencia que pongamos sea nula el circuito será abierto, cómo si no estuviese conectado a nada. Aunque la fuente va a seguir dando corriente… vamos que no tiene sentido poner una fuente de corriente al aire. Si por el contrario, la resistencia es infinita, el voltaje va a ser muy alto y tal vez sea eso lo que busquemos. Aunque bueno… esto no es del todo cierto…

Las fuentes en la vida real

Y es que esto que te he contado se produce en un ambiente ideal. Algo que nos gustaría pero que no existe. En la realidad, las fuentes, además de la carga que añadimos tienen sus propias resistencias internas. Cuando digo carga me refiero a la resistencia que le hemos añadido antes. De manera que ahora tienen dos resistencias. Así es la vida real: complicada.

Entonces, nos encontramos con que la fuente de intensidad ahora es:

Fuente de corriente real

Tenemos la resistencia de antes, y en paralelo otra resistencia. Para que funcione la corriente bien se recomienda que la resistencia que pongamos sea diez veces menor a la que tiene interna la fuente. Pero bueno, la fuente de corriente tiene una intensidad muy grande, esa es la idea para que sea buena.

De hecho, con las fuentes de tensión pasa al contrario: la resistencia interna, contra más pequeña mejor. Ya te imaginas porqué, ¿no? Fíjate en cómo queda el circuito:

Fuente de tensión real

La resistencia queda en serie con la resistencia que antes teníamos. Es decir, que se sumarán y si se suman… a más resistencia menos corriente vamos a tener. Así que interesa que sea lo más pequeña posible para que nos afecte lo mínimo posible. Ves la diferencia,¿no?

Opt In Image

Y ahora soy yo la que se va, se va, se va, se va…

Pues nada, llego al final. Espero que hayas entendido que hay dos formas de alimentar un circuito ya más serio (si eres un novato, sigue conectando con tu Arduino) y que hayas entendido que depende de tus necesidades cuál elegir.

Espero tus comentarios ahí abajo aunque… últimamente no me puedo quejar de comentarios. ¡Gracias! 😉

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  1. León Francisco Schmid

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