Circuito en serie

Fuentes de Voltaje

Una fuente de voltaje ideal es una fuente de voltaje que suministra voltaje constante a un circuito a pesar de cualquier otra condición en el circuito, tal como fluctuaciones de corriente o qué resistencia es la carga.

Esto significa que a pesar de la resistencia que una carga puede estar en un circuito, la fuente seguirá proporcionando voltaje constante.

Una fuente de voltaje ideal tiene la siguiente característica que le permite actuar como una fuente de voltaje 100% eficiente: tiene cero resistencia interna.

Cuando una fuente de voltaje ideal tiene cero resistencia interna, puede caer todo su voltaje perfectamente a través de una carga en un circuito. Siendo que la fuente tiene cero resistencia interna, ninguna de la energía es desperdiciada debido a la resistencia interna. La fuente de voltaje ideal puede caer eficientemente todo su voltaje a través de una carga. Esto está probado por la ley de ohm. De acuerdo con la ley de ohm, el voltaje cae a través de los elementos del circuito de acuerdo con la fórmula, V = IR. Si una fuente de voltaje tiene cero resistencia interna, puede caer todo el voltaje a través de una carga y ninguno será desperdiciado internamente. Esto es 100% de eficiencia de energía y esto es una fuente de voltaje ideal.

Siendo que una fuente de voltaje ideal tiene cero resistencia interna y, por lo tanto, 100% de eficiencia para emitir todo su voltaje a una carga debido a una perfecta división de tensión, su salida de tensión a una carga es constante y no fluctúa incluso si los valores de resistencia de carga cambian. Por lo tanto, la salida de voltaje por una fuente de voltaje ideal se parece a:

RIN, la resistencia interna de la batería, es 0Ω. Esto demuestra que esta batería es un voltaje ideal. La carga de resistencia que se encuentra en el circuito es de 8Ω. La carga, por lo tanto, recibe todo el 1,5V de la batería.

Esto sería una fuente de voltaje ideal. Sin embargo, esto no existe y no puede existir en la vida real, porque todas las fuentes de voltaje, como las baterías, tendrán algún tipo de resistencia interna. Debido a que las fuentes de voltaje son objetos físicos, siempre tendrán algún grado de resistencia interna que hará que parte del voltaje sea desperdiciado. Algunos tienen menor resistencia que otros, pero todos tendrán cierta resistencia.

Las fuentes de voltaje real, por lo tanto, tienen cierta resistencia. Esto puede variar desde tan poco como un milésimo de un ohmio hasta varios ohmios, como 35Ω. Esta resistencia hace que la fuente de tensión ya no actúe como ideal. Todo su voltaje ahora no se dejará caer a través de la carga. Debido a la resistencia interna, la batería caerá un poco de voltaje a través de sí mismo, dando lugar a la energía desperdiciada. Cuanto menor sea la resistencia, menor será el consumo de energía.

Examinemos el mismo circuito anterior con una fuente de voltaje con condiciones reales (alguna resistencia interna):

Ve ahora cómo este circuito difiere del ideal. Se pierde algo de energía y no hay una eficiencia del 100%. Debido a que RIN es ahora 1Ω, ya no hay condiciones perfectas.

Aunque las fuentes de voltaje ideales son imposibles de hacer porque todos los tipos tienen alguna resistencia interna, cuanto más cerca podemos obtener una fuente de voltaje a condiciones ideales, más eficiente será la fuente de suministro de voltaje con poca pérdida de energía. Así que utilizamos fuentes ideales como modelos e intentamos hacer que los componentes reales estén lo más cerca posible de ellos.