2.5. POTENCIA, ENERG

1
2.5. POTENCIA, ENERGÍA Y EFICIENCIA
2.5 POTENCIA, ENERGIA Y EFICIENCIA
2
2.5. POTENCIA, ENERGÍA Y EFICIENCIA
2.5. POTENCIA, ENERGIA Y EFICIENCIA Para
cualquier sistema eléctrico, mecánico o de
entrada-salida la potencia es una medida de la
velocidad de la conversión de energía de dicho
sistema. Un motor convierte energía eléctrica a
energía mecánica a una velocidad de determinada
por la carga aplicada y el caballaje del motor. A
mayor caballaje, es mayor la velocidad a la cual
la energía eléctrica se convierte en energía
mecánica. Para cualquier fuente de energía
eléctrica, como una batería o un generador, la
potencia entregada queda determinada por el
producto de su voltaje terminal y el consumo de
corriente de la fuente. Por consiguiente, en el
caso de la batería ilustrada en la Fig. 2.19 la
potencia entregada se determina por
(2.11)
INDICE
3
2.5. POTENCIA, ENERGÍA Y EFICIENCIA (Cont)
2.5. POTENCIA, ENERGIA Y EFICIENCIA (Cont)
Fig. 2.19 Potencia (a) suministrada por una
batería (b) consumida por un resistor
4
2.5. POTENCIA, ENERGÍA Y EFICIENCIA (Cont)
2.5. POTENCIA, ENERGIA Y EFICIENCIA (Cont) La
unidad de potencia es el watt (W), el cuál
equivale a una velocidad de conversión de energía
de 1 J/s. Para el elemento resistivo mostrado en
la figura 2-19 (b) la potencia disipada por este
está dada por
(2.12)
Donde se deriva de la otra con una simple
aplicación de la ley de Ohm. Todo aparato
eléctrico doméstico, desde la rasuradora
eléctrica hasta el motor del refrigerador, tiene
una potencia nominal en watts.
5
2.5. POTENCIA, ENERGÍA Y EFICIENCIA (Cont)
2.5. POTENCIA, ENERGIA Y EFICIENCIA
(Cont) EJEMPLO 2.17 Determine el consumo de
potencia de una computadora de 180 W cuando se
conecta a una toma de corriente de 120
V. Solución
EJEMPLO 2.18 Determine la resistencia de un
tostador de 1200 W que consume 10 A. Solución
6
2.5. POTENCIA, ENERGÍA Y EFICIENCIA (Cont)
2.5. POTENCIA, ENERGIA Y EFICIENCIA (Cont) La
potencia se mide con un dispositivo llamado (por
razones obvias) wattmetro. Cuenta con dos
terminales para la porción sensora del voltaje y
dos terminales para la lectura de la corriente.
En la mayoría de los wattmetros, las terminales
de corriente son de apariencia mas gruesa que las
empleadas para detectar el voltaje. En todo caso,
las terminales de potencial se conectan a través
de la carga cuya potencia se va a determinar,
mientras que las terminales de corriente se
conectan en serie (como en el amperímetro) con la
carga. Para un consumidor, el recibo mensual de
la luz es una indicación de la energía eléctrica
consumida y no de la potencia que estuvo
disponible para usarse. Es importante que se
entienda con claridad la diferencia entre
potencia y energía. Considérese un motor de 10
HP, por ejemplo a menos que se use durante un
espacio de tiempo, no hay conversión de energía
realizada por la máquina. La energía y la
potencia están relacionadas por la siguiente
ecuación, la cual introduce la variable del
tiempo.
7
2,5. POTENCIA, ENERGÍA Y EFICIENCIA (Cont)
2.5. POTENCIA, ENERGIA Y EFICIENCIA (Cont)
(2.13)
Donde W energía en joules P
potencia en watts (W) t tiempo en
segundos (s)
En otras palabras, mientras más tiempo se use un
dispositivo convertidor de energía de una
potencia nominal particular, mayor será la
energía total convertida. Como se indicó con
anterioridad, la unidad de medición es el
watt-segundo (Ws). Sin embargo, esta cantidad por
lo general es demasiado pequeña para la mayoría
de las mediciones prácticas de consumo de
energía, y por tanto normalmente se utiliza el
watt-hora y el kilowatt-hora y el kilowatt-hora
(por lo general escrito kilowatt-hora y abreviado
kWh). El medidor que se encuentra en los
edificios residenciales e industriales se llama
medidor de kilowatt-hora. Ver fig. (2.20)
8
2.5. POTENCIA, ENERGÍA Y EFICIENCIA (Cont)
2.5. POTENCIA, ENERGIA Y EFICIENCIA (Cont)
NOTA Se asume que se saben tomar las lecturas
ustedes como trabajadores de CFE
Millares
Centenas
Decenas
Unidades
FIG. 2.20 Medidor de kilowatt-hora
9
2.5. POTENCIA, ENERGÍA Y EFICIENCIA (Cont)
2.5. POTENCIA, ENERGIA Y EFICIENCIA (Cont) El
número de kilowatt-horas se determina con la
ecuación
(2.14)
Donde P watts t horas
EJEMPLO 2.19 Determine el costo por el consumo
de electricidad de los siguientes aparatos
durante el tiempo indicado, si el costo promedio
es de 9 centavos / kWh. A. Plancha de 1200 W
durante 2 h B. Computadora con monitor a color de
160 W durante 3 h y 30 min. C. Seis focos de 60 W
durante 7 h.
10
2.5 .POTENCIA, ENERGÍA Y EFICIENCIA (Cont)
2.5. POTENCIA, ENERGIA Y EFICIENCIA (Cont)
11
2.5. POTENCIA, ENERGÍA Y EFICIENCIA (Cont)
2.5. POTENCIA, ENERGIA Y EFICIENCIA (Cont) Para
cualquier sistema eléctrico de entrada - salida,
la eficiencia total de operación es una
característica de primordial importancia. Indica
cuánta de la energía suministrada se está usando
para realizar la tarea deseada. En un motor, por
ejemplo, mientras más potencia mecánica de salida
exista para la misma entrada de la potencia
eléctrica, mayor es la eficiencia. En forma de
ecuación, como porcentaje,
(2.15)
La conservación de la energía requiere tanto que
ésta se conserve como que la energía de salida
nunca sea mayor que la energía suministrada o la
de entrada. La eficiencia máxima es por tanto de
100 cuando Po Pi. Para cualquier sistema se
aplica siempre la siguiente ecuación
(2.16)
12
2.5. POTENCIA, ENERGÍA Y EFICIENCIA (Cont)
2.5. POTENCIA, ENERGIA Y EFICIENCIA
(Cont) Donde pl es la pérdida de potencia o la
almacenada en el sistema. En algunas aplicaciones
debe aplicarse la siguiente conversión.
EJEMPLO 2.22 Determine la eficiencia de
operación y la pérdida de potencia en un motor de
cd de 5 hp que consume 18 A a 230 V. Solución
13
2.6. REDES DE CD EN SERIE
2.6 REDES DE CD EN SERIE
14
2.6 .REDES DE CD EN SERIE
2.6. REDES DE CD EN SERIE Dos elementos están en
serie si tienen una sola terminal en común que no
está conectada a un tercer componente conductor
de corriente.
En la Fig. 2.21 R1 y R2 están conectadas sólo a
la terminal b. Los demás extremos de cada
resistor están conectados otros elementos.
Además, no hay otros elementos conectados a la
terminal b. Por las mismas razones R2 y R3 están
serie, R3 y E están en serie, y E y R1 están en
serie. Como todos los elementos del sistema están
en serie, el circuito ilustrado en la Fig. 2.21
se llama circuito en serie.
Fig. 2.21
15
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont)
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont) Resistencia
Total Para los resistores en serie, la
resistencia total es la suma de las resistencias
individuales. Es decir,
Para el circuito de la figura 2.21
16
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont)
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont) Corriente La
corriente que circula por un circuito en serie es
la misma en cada elemento. En la Fig. 2.21 por
consiguiente, la corriente que circula por E1 o
R1 por cualquiera de los resistores restantes es
la misma. Su magnitud se determina con la ley de
Ohm como sigue
(2.18)
Para el circuito de la 2.21,
17
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont)
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont) Voltajes El
voltaje a través de cada resistor ahora se puede
calcular aplicando la ley de Ohm
Nótese la polaridad de V1, V2 y V3 en la Fig.
2.21 determinada por la dirección de la corriente
resultante.
18
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont)
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont) Potencia La
potencia proporcionada por la fuente es
y la potencia en cada elemento es
Nótese que PT P1 P2 P3
19
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont)
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont) Ley de voltaje
de Kirchhof La ley del voltaje de Kirchhoff
establece que La suma algebraica de las
elevaciones y caídas del voltaje alrededor de una
trayectoria cerrada debe ser igual a cero. Cuando
se procede alrededor de una trayectoria cerrada
de circuito, un cambio de potencial de - a para
cualquier elemento se considera positivo, y un
cambio de a - se considera negativo. No hay que
preocuparse si la elevación o la caída de
potencial ocurre a través de una carga o de una
fuente - el cambio en la polaridad es el que
define si se aplica el signo positivo o negativo
- . Además, asegúrese de regresar al punto de
partida antes de establecer las series
resultantes de términos iguales a cero.
20
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont)
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont) En la Fig.
2.21 si se parte del punto d en el sentido del
giro de las manecillas de reloj, u horario, se
obtiene una elevación () de potencial creada por
la batería ya que el recorrido se hace de la
terminal negativa (-) a la terminal positiva ().
En el caso de cada resistor, sin embargo, se
procede de a - y se aplica un signo negativo a
V1, V2 y V3. El resultado es
La que indica que el voltaje aplicado de un
circuito en serie es igual a la suma de las
caídas de voltajes a través de los elementos en
serie.
21
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont)
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont) Regla divisora
de voltaje Es interesante observar en la Fig.
2.21 que el voltaje a través de un elemento
resistivo en serie es una función directa de su
magnitud comparado con los demás elementos en
serie. Por ejemplo, como R3 3R1, el voltaje V3
es tres veces V1, y así sucesivamente La regla
divisora de voltaje permite calcular el voltaje a
través de uno o una combinación de resistores en
serie sin que primero se tenga que resolver para
la corriente. Su formato básico es
(1.19)
Donde Vx es el voltaje a través de un solo
resistor Rx o una combinación de resistores en
serie cuya resistencia total es Rx. E es el
voltaje aplicado a través del circuito en serie,
y RT es la resistencia total del circuito en
serie.
22
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont)
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont) Según la Fig.
2.21
Fuentes de voltaje en serie En el caso de las
fuentes de voltaje en serie, las baterías que
impulsan la corriente en una dirección se pueden
sumar y el total se puede calcular mediante la
suma algebraica de la resultante de cada
polaridad. Considérese el ejemplo en la Fig. 2.22
23
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont)
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont)
Fig. 2.22 Suma algebraica de fuentes de voltaje
en serie
24
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont)
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont) Resistores en
serie iguales Para N resistores iguales en serie
la resistencia total está determinada por
(1.20)
Donde R es el valor de uno de los resistores en
serie iguales
25
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont)
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont) EJEMPLO 2.21
Determine lo siguiente para el circuito en serie
de la Fig. 2.23. a) RT b) I c) V3 d) P4 e) V3
mediante la regla divisora de voltaje
Fig. 2.23
26
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont)
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont)
27
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont)
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont) EJEMPLO 2.22
Determine I y V2 para la red ilustrada en la
Fig. 2.24. Solución E2 establece una corriente
en el sentido del giro de las manecillas del
reloj, mientras que E1 y E3 están tratando de
establecer I con la dirección mostrada en la Fig.
2.24. El resultado es el voltaje neto.
28
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont)
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont) EJEMPLO 2.22 En
sentido contrario del giro de las manecillas del
reloj. La corriente resultante es
con
Fig. 2.24
29
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont)
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont) EJEMPLO 2.25
Encuentre V1 y V2, con base en la Fig. 2.25
usando la ley del voltaje de kirchhoff. Solución
Nótese que no hay ninguna indicación de que una
fuente o una carga aparezca dentro de cada
contenedor. Para la malla dacd,
y
Para el circuito cabc,
Fig. 2.25
30
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont)
2.6. REDES DE CD EN SERIE (Cont) Además, nótese
que no se trata de un circuito en serie simple
como que se presentó en esta sección, lo que pone
de manifiesto que la ley puede aplicarse a
cualquier configuración.
31
2.7. REDES DE CD EN PARALELO
2.7. REDES DE CD EN PARALELO
32
2.7. REDES DE CD EN PARALELO
2.7 REDES CD EN PARALELO Cada ley o regla
proporcionada anteriormente para los circuitos en
serie tiene su contraparte en las redes en
paralelo. Una vez que se entienda con claridad el
análisis de cada tipo (en serie y en paralelo),
se puede emprender la lectura inicial del sistema
más complicado. Por tanto es de suma importancia
que se repasen con cuidado las secciones 2.6 y
2.7 para resolver todos los problemas de
ejercicios. Dos elementos están en paralelo si
tienen dos terminales en común. En la Fig. 2.26
R1 y R2 están en paralelo puesto que están
conectados por ambos extremos. Esto también es
cierto para R2 y R3, R1 y R2, E y R1, y así
sucesivamente. De hecho, todos los elementos que
aparecen en la Fig. 2.26 están en paralelo. Por
Tanto la Fig. 2.26 se considera una red en
paralelo.
33
2.7. REDES DE CD EN PARALELO (cont)
2.7 REDES CD EN PARALELO (Cont)
Fig. 2.26
Resistencia total Para los resistores en paralelo
la resistencia total es determinada por
(2.21)
34
2.7. REDES DE CD EN PARALELO (cont)
2.7 REDES CD EN PARALELO (Cont) Nótese que la
ecuación no es para RT sino para 1/RT, por lo que
se tiene que determinar el inverso de la suma. El
inverso de la resistencia se conoce como la
conductancia puesto que es una medida de la
conductividad del elemento. A menor resistencia,
mayor conductividad y viceversa. Emplea el
símbolo G y se mide en siemens (S). En forma de
ecuación
(2.22)
Sustituyendo en la ecuación (2.21)
(2.21)
Para la red de la Fig. 2.26
35
2.7. REDES DE CD EN PARALELO (cont)
2.7 REDES CD EN PARALELO (Cont) Importante La RT
de resistores en paralelo siempre es menor que el
valor del resistor más pequeño En el ejemplo
anterior, nótese que la RT 1.5 W es menor que
R1 3 W. Voltaje En un circuito serie la I es la
misma a través de cada elemento. Para redes en
paralelo, El voltaje a través de elementos en
paralelo siempre es el mismo. En el caso de la
Fig. 2.26 esta afirmación de por resultado
(2-24)
36
2.7. REDES DE CD EN PARALELO (cont)
2.7 REDES CD EN PARALELO (Cont) Que para la Fig.
2.26 da el resultado
Corriente La corriente de la fuente se determina
como sigue
(2-25)
La cuál tiene el mismo formato que la ecuación
aplicada a circuitos en serie. Para la Fig. 2.26.
37
2.7. REDES DE CD EN PARALELO (cont)
2.7 REDES CD EN PARALELO (Cont) Como V1 V2
V3 E volts
Nótese que la corriente a través de elementos
iguales en paralelo es igual y que la corriente
busca la trayectoria con menor resistencia como
queda demostrado por el hecho de que I1 gt I2 I3
38
2.7. REDES DE CD EN PARALELO (cont)
2.7 REDES CD EN PARALELO (Cont) Potencia La
potencia proporcionada por las fuentes es
y la potencia proporcionada a cada uno de los
elementos es
Note que PT P1P2P3
39
2.7. REDES DE CD EN PARALELO (cont)
2.7 REDES CD EN PARALELO (Cont) Ley de la
corriente de Kirchhoff La ley de Kirchhoff
establece que La suma de las corrientes que
entran en una unión debe ser igual a la corriente
que sale
(2.26)
En la Fig. 2,26, obsérvese que la corriente I
entra en la terminal a y las corrientes I1, I2 e
I3 abandonan la misma unión. Por consiguiente.
40
2.7. REDES DE CD EN PARALELO (cont)
2.7 REDES CD EN PARALELO (Cont) Caso especial
dos resistores en paralelo (Fig. 2.27).
(2.27)
Donde se puede ver que la resistencia total del
circuito de la Fig. 2.27 es
Fig. 2.27
41
2.7. REDES DE CD EN PARALELO (cont)
2.7 REDES CD EN PARALELO (Cont) Regla divisora
de la corriente Para las dos resistencias en
paralelo de la Fig. 2.27 I1 e I2 se determinan a
partir de la corriente I de la fuente mediante la
regla divisora de corriente, cuyo formato es
(2.28a)
(2.28b)
En palabras la ecuación anterior afirma que la I
a través de dos ramas en paralelo es el producto
del otro resistor y la corriente de entrada total
dividida por la suma de los dos resistores en
paralelo. Para la Fig. 2.27, donde
42
2.7. REDES DE CD EN PARALELO (cont)
2.7 REDES CD EN PARALELO (Cont)
Como se verificó por
43
2.7. REDES DE CD EN PARALELO (cont)
2.7 REDES CD EN PARALELO (Cont) Resistores
iguales en paralelo
(2.29)
Donde R es la magnitud de uno de los resistores
en paralelo iguales
44
2.7. REDES DE CD EN PARALELO (cont)
2.7 REDES CD EN PARALELO (Cont) EJEMPLO 2.26
Determine lo siguiente para la red en paralelo de
la Fig. 2.28
a) RT b) I c) I2 d) P3
Figura 2-28
45
2.7. REDES DE CD EN PARALELO (cont)
2.7 REDES CD EN PARALELO (Cont)
Solución
y
46
2.7. REDES DE CD EN PARALELO (cont)
2.7 REDES CD EN PARALELO (Cont)
La resistencia total para el inciso (a) también
puede hallarse considerando dos elementos en
paralelo a la vez
47
2.7. REDES DE CD EN PARALELO (cont)
2.7 REDES CD EN PARALELO (Cont)
y
48
2.7. REDES DE CD EN PARALELO (cont)

• 2.7 REDES CD EN PARALELO (Cont)
• EJEMPLO 2.27
• a. Determine la corriente I1 en la Fig. 2.29 con
  la regla divisora de corriente.
• Determine I2 con la ley de la corriente de
  Kirchhoff
• Solución

Fig. 2.29
49
2.7. REDES DE CD EN PARALELO (cont)
2.7 REDES CD EN PARALELO (Cont)
Solución
50
2.7. REDES DE CD EN PARALELO (cont)
2.7 REDES CD EN PARALELO (Cont) EJEMPLO 2.28 Con
la ley de la corriente de Kirchhoff, determine
las corrientes I3 e I6 para el sistema de la Fig.
2.30. Solución Primero se aplica la ley en la
terminal a, ya que solo hay una corriente
desconocida entrando o saliendo de esta
terminal. Para la terminal b, tanto I3 como I6
son cantidades desconocidas. En la terminal a.
Fig. 2-30
51
2.7. REDES DE CD EN PARALELO (cont)
2.7 REDES CD EN PARALELO (Cont) Solución
En la terminal b,
52
2.8. REDES EN SERIE PARALELO
2.8 REDES EN SERIE PARALELO
53
2.8. REDES EN SERIE PARALELO
2.8 REDES EN SERIE PARALELO Una vez comprendidos
los circuitos en serie y en paralelo no será muy
difícil analizar los circuitos combinados.
Existen una gran variedad de redes en serie y en
paralelo. El análisis de cualquiera de estas
redes, sin embargo, simplemente requiere que la
combinación de los elementos se trate en pequeños
paquetes antes de considerar la red en
conjunto. Por ejemplo considérese el siguiente
circuito de la Fig.2.31. La batería E y la
resistencia R1 y R5 forman una trayectoria en
serie ya que hay sólo una terminal común entre
cualquiera de los dos elementos. Los resistores
R2 y R3 están en paralelo porque ambos comparten
los puntos c y d (o e, el mismo punto). La red
puede volverse a dibujar, como se muestra en la
Fig. 2.32 sin perder las cantidades desconocidas
(5.6 W 3.2 W 8.8 W) junto con los resistores
en paralelo R3 y R4 (6W 3 W 2 W). Ahora es
mas obvio que la combinación en paralelo de los
resistores de 3 W y 2 W está en serie con el
resistor de 8.8 W. Para determinar RT primero se
deben combinar los elementos en paralelo
54
2.8. REDES EN SERIE PARALELO (Cont)
2.8 REDES EN SERIE PARALELO (Cont)
Fig. 2-31
Fig. 2-32
La resistencia equivalente entre las resistencias
R3 y R4 es de
Y el circuito se reduce como está en la Fig. 2-32
55
2.8. REDES EN SERIE PARALELO (Cont)
2.8 REDES EN SERIE PARALELO (Cont)
Del circuito de la Fig. 2-32 se puede observar
que la resistencia de 2 W queda en paralelo con
la R2, por lo tanto se puede calcular la
resistencia equivalente
Y por último la R1 queda en serie con la
resistencia equivalente de 1.2 W dando como
resultado de resistencia total
La corriente generada por la fuente es
56
2.8. REDES EN SERIE PARALELO (Cont)
2.8 REDES EN SERIE PARALELO (Cont) La corriente
IT que circula por el resistor de 8.8 W (o
cualquiera de sus componentes en serie
anteriores) es, por tanto, de 6 A. La corriente
I1 se determina con la regla divisora de
corriente
La potencia disipada en forma de calor por el
resistor R2 de 3 W se determina como sigue
Y la potencia entregada por el voltaje de la
fuente se calcula por medio de
La suma de las potencias disipadas por cada
elemento resistivo es igual al provisto por la
fuente
57
2.8. REDES EN SERIE PARALELO (Cont)
2.8 REDES EN SERIE PARALELO (Cont) En la red que
se acaba de analizar, la configuración final
después de que se consideraron las partes
pequeñas es un circuito en serie. En el ejemplo
2.29 la configuración final es una red en
paralelo. EJEMPLO 2.29 Para la red en serie y en
paralelo de la Fig. 2.33 a. Calcule RT b.
Encuentre IT c. Determine I1 e I2 d. Calcule
V1 e. Calcule la potencia entregada al
resistor de 8 kW.
Fig. 2-32
58
2.8. REDES EN SERIE PARALELO (Cont)
2.8 REDES EN SERIE PARALELO (Cont) Solución a.
Combinando los resistores de 3 kW y de 6 kW en
paralelo.
El resistor equivalente de 2 kW está, por tanto
en serie con el resistor de 10 kW y
Los resistores de 4 kW y de 8 kW están en serie,
por tanto
La red se puede volver a dibujar como se muestra
en la Fig. 2.34
59
2.8. REDES EN SERIE PARALELO (Cont)
2.8 REDES EN SERIE PARALELO (Cont)
b.
c.
Fig. 2.34
y
Recuerde que la corriente se reparte por igual
entre las resistencias en paralelo iguales.
d.
e.
60
2.9. FUENTES DE CORRIENTE
1.9 FUENTES DE CORRIENTE
61
2.9. FUENTES DE CORRIENTE
2.9 FUENTES DE CORRIENTE Hasta ahora se ha
estudiado redes que son alimentadas por fuentes
de CD. Una segunda fuente de energía eléctrica es
la llamada fuente de corriente. Una fuente de
voltaje de CD proporciona un voltaje fijo a una
red y que su corriente está determinada por una
carga resistiva a la cuál se aplica. La fuente de
corriente suministra una corriente fija a una red
y su voltaje terminal está determinado por la red
a la cual se aplica. Toda fuente de voltaje o de
corriente tienen una resistencia interna. La
fuente de voltaje cuenta con una resistencia
interna en serie como se muestra en la Fig.
2.35(a), y la fuente de corriente una resistencia
en paralelo como se indica en la Fig. 2.35(b).
Idealmente, el resistor RS debe ser cero (como un
corto circuito) y el resistor Rp infinito (como
un circuito abierto). La red representativa
ilustrada en la Fig. 2.36 demuestra la validez
del planteamiento anterior.
62
2.9. FUENTES DE CORRIENTE (CONT.)
2.9 FUENTES DE CORRIENTE (Cont)
(a)
(b)
Fig. 2.35 (a) Voltaje (b) corriente
63
2.9. FUENTES DE CORRIENTE (CONT.)
2.9 FUENTES DE CORRIENTE (Cont) Debido a la
resistencia interna de la fuente de voltaje
colocada entre los resistores la carga no es de
40 V sino, la determinada por la regla divisora
de voltaje.
Con Rs 500 W, el voltaje terminal se aproxima
mucho al valor ideal de 40 V. Es decir,
Con Rs 0 W (la situación ideal,
Fig. 2.36
64
2.9. FUENTES DE CORRIENTE (CONT.)
2.9 FUENTES DE CORRIENTE (Cont) Asimismo, para
la fuente de corriente de la Fig. 2.37, mientras
mayor sea la resistencia Rp, más ideal será la
fuente. Esto es, Rp 1 kW y utilizando la regla
divisora de corriente
Y con Rp 100 kW,
Y con Rp W (el caso ideal del circuito
abierto),
Fig. 2.37
65
2.9. FUENTES DE CORRIENTE (CONT.)
2.9 FUENTES DE CORRIENTE (Cont) El planteamiento
anterior claramente pone de manifiesto que,
mientras menor sea la resistencia interna Rs de
la fuente de voltaje y mientras mayor sea la
resistencia interna Rp de la fuente de corriente,
más ideal será la fuente. Los siguientes ejemplos
demostrarán que una fuente de corriente establece
la corriente en la rama en la cual está situada y
que el voltaje a través de una fuente de
corriente es una función directa de la red
aplicada.
66
2.9. FUENTES DE CORRIENTE (CONT.)
2.9 FUENTES DE CORRIENTE (Cont) EJEMPLO 2.30
Para la red de la figura 2.38 a. Determine la
corriente IL. b. Calcule los voltajes VL y
Vs Solución
IL
Is

Vs
-
Fig. 2.38
67
2.9. FUENTES DE CORRIENTE (CONT.)
BIBLIOGRAFIA Y SOFTWARE
TEXTO AUTOR EDICION EDITORIAL
Fundamentos de Electrónica Robert L. Boylestad y Louis Nashelsy Cuarta PHI
Software Multisim Versión 10.0 en adelante