CUADERNO DEL TECNICO REPARADOR
LA FUENTE DE TENSION

Todo circuito electrónico necesita una fuente de alimentación que le entregue energía eléctrica. Las fuentes de energía pueden ser de dos tipos: las fuentes ideales de tensión y las fuentes ideales de corriente y por supuesto las fuentes reales que se acercan al comportamiento ideal sin llegar jamás a igualarlas. En este artículo daños distintos aspectos de este tema.

DESARROLLO

Una fuente ideal de tensión produce una tensión de salida que es constante, cualquiera sea la carga aplicada. El ejemplo de una fuente ideal de tensión es una batería perfecta cuya resistencia interna vale cero.

En la figura 1 se puede observar una fuente ideal de tensión y sobre la misma una carga variable o reostato que nos permite determinar que la tensión de fuente no cambia al modificar la carga. Tal como lo indica el voltímetro, la tensión de 12V de la batería no depende de la carga aplicada. El mismo circuito contiene un amperímetro que nos permite determinar que la corriente consumida es inversamente proporcional a la resistencia de carga I = V/R tal como lo indica la Ley de Ohm.

Aconsejamos al lector que realice la experiencia de variar el reostato y anotar la diferentes corrientes, el valor del reostato, observar la tensión aplicada y verificar la Ley de Ohm.

Una fuente real de tensión es una fuente ideal con una pequeña resistencia interna conectada en serie. Por ejemplo una pila tipo AAA (las más grandes) tiene una tensión de 1,5V y una resistencia interna menor a 1omh?cuando es fresca. Estos parámetros determinan lo que se llama corriente de cortocircuito de una batería que es la corriente que circula cuando la misma se pone momentáneamente en cortocircuito. En el caso que nos ocupa la corriente de cortocircuito es de 1,5V/1ohm = 1,5A y por supuesto la tensión de la pila a circuito abierto (llamada FEM o fuerza electro motriz) debe ser de 1,5V.

Los datos anteriores nos permiten determinar el estado de carga de una pila con solo medir la corriente de cortocircuito de la misma y la FEM. Una pila descargada puede dar una FEM de 1,5V, pero es muy probable que no pueda generar una corriente mayor que 200mA medida con el téster digital o analógico utilizado como amperímetro (figura 2).

Del mismo modo una batería de automóvil tiene una FEM de 12V y una resistencia interna de 0,1ohm. La corriente de cortocircuito es, en este caso, de 12V/0,1ohm?= 120A que evidentemente no puede ser medido con un téster.

La corriente por una carga siempre debe atravesar la resistencia interna de la fuente, eso significa que la carga debe tener, por lo menos, una resistencia de 10 o mejor 100 veces la resistencia interna. Es decir que una pila AAA debe tener una resistencia de carga superior a 10ohm. Como ejercicio vamos a calcular cuál es la tensión de una pila AAA cuando se le aplica una carga de 50ohm?a una pila recién fabricada.

¿Existen fuentes de tensión con resistencias internas menores que la de una batería de automóvil?
Sí, pero son fuentes electrónicas de las que comúnmente se llaman fuentes reguladas, en donde la resistencia interna puede ser del orden de los 0,01ohm?o aun menores.

 
APENDICE DE REDACCION:
LAS FUENTES REALES E IDEALES

Las fuentes de tensión, sean éstas; pilas, baterías, generadores, etc, no son perfectas.

Una fuente de tensión real está compuesta de una fuente de tensión ideal en serie con una resistencia (resistencia interna). La resistencia interna, físicamente no es una unidad... no la podemos ver y es el conjunto de un montón de factores. Es una resistencia deducida por el comportamiento de las fuentes de tensión reales. En la figura 4 podemos observar la diferencia entre una fuente de tensión ideal y una fuente real.

Para medir la resistencia interna de un generador se procede de la siguiente manera:

  1. Se mide la tensión en los terminales del generador sin carga (sin RL). La tensión medida será Vsc (tensión sin carga)
  2. Se conecta una carga y se mide la tensión que cae entre sus bornes (tensión aplicada a la carga). La tensión medida será será Vcc (tensión con carga)
  3. Se mide la corriente que circula a través de la carga. La corriente medida será I.

Una vez que se tienen estos valores se aplica la siguiente ecuación:

RI = (Vsc – Vcc ) / I

Cuanto menor sea la resistencia interna, mejor será el generador de tensión.

 
Autor: Ing. Alberto H. Picerno
FIGURA 1
 
 
FIGURA 2
 
 
FIGURA 3
 
 
FIGURA 4