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    ¿Qué es una fuente de corriente?

    Debo confesar que cuando estudiaba la ingeniería en electrónica, siempre me hice la pregunta ¿existen las fuentes de corriente? Las fuentes de corriente siempre aparecen en los problemas de circuitos y en diversos libros de electrónica y física, pero, creo que esta duda es un poco común así que en esta nota de blog trataré de explicar de forma sencilla ¿qué es una fuente de corriente? y responderé la pregunta si existen o no.

    Esta nota de blog pretende complementar las otras notas donde se habla sobre fuente de poder y fuente de voltaje. Te recomiendo le eches un vistazo también a esos otros artículos ya que siempre se usan estos términos de forma indistinta, pero sí existe diferencia entre ellos.

    Antes de empezar, si prefieres una infografía en lugar del texto, te recomiendo bajes al final del post y veas la infografía ¿Qué es una fuente de corriente?

    ¿Qué es una fuente de corriente?

    Una fuente de corriente es un equipo que suministra corriente eléctrica a una carga. Esta fuente puede ser de corriente alterna (AC) o corriente directa (DC), las más comunes son las de corriente directa. Por carga definimos todo aquello que esté conectado a la fuente y reciba energía, es decir, un circuito, una resistencia, un capacitor, un automóvil, un motor, etcétera. 

    Haciendo un despeje en la ley de ohm, podemos ver cómo está relacionada la corriente con la resistencia y el voltaje:

    I = V/R

    Podemos ver, que la corriente eléctrica en un circuito es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia, es decir, mientras más aumente el voltaje, más corriente habrá, así mismo, mientras más disminuya la resistencia, la corriente aumentará. Esto es importante recordarlo para comprender el funcionamiento de una fuente de corriente ideal.

    El símbolo con el que normalmente se representa a las fuentes de corriente es el siguiente:

    Símbolo fuente de corriente

     

    Fuente de corriente ideal

    Este tipo de fuente es aquella que suministrará la misma corriente a la carga sin importar cuál sea el valor de esta. Es decir, no importa el valor de resistencia de la carga o si es un buen o mal conductor, este tipo de fuente siempre va a dar la misma corriente, así que no importa que se conecte a un trozo de madera (resistencia muy grande) o un cable de cobre (resistencia pequeña), la fuente siempre dará la misma corriente. Este concepto se puede apreciar mejor en la siguiente tabla donde suponemos tenemos una fuente ideal de 10A:

    CorrienteResistenciaVoltajePotencia
    10 Amperios0.01Ω0.1 V1 W
    10 Amperios0.1Ω1 V10 W
    10 Amperios10 V100 W
    10 Amperios10Ω100 V1000 W
    10 Amperios100Ω1000 V10,000W
    10 Amperios1000Ω10000 V100,000W

    Después de ver esta gráfica, creo que es momento de aclarar algo muy importante: las fuente de corriente ideales NO existen. Si observamos la gráfica, ¡estaríamos afirmando que esa fuente de voltaje de 10A puede dar hasta 10,000V de forma simultánea! Es decir, tendría una potencia total de 100KW. Sería, sin lugar a dudas, un equipo de mucho cuidado debido a que esa gran cantidad de corriente con ese voltaje es más que suficiente para matar a un ser humano. (Para electrónicos 10A es mucha corriente, aunque quizá para eléctricos es poco). Sí existen fuentes de poder capaces de brindar 10KV, 10A y 100KW, pero esta sería una fuente muy grande, pesada, peligrosa y cara.

    Al igual que con las fuentes de voltaje y todas las fuentes de poder, la potencia es un factor fundamental, ya que nos indicará las limitaciones físicas de nuestro equipo.

    Fuente de corriente real

    Ahora bien, respondiendo a la pregunta inicial, sí existen las fuentes de corriente. Estas al no ser ideales están limitadas por el voltaje y la potencia que tienen. Pero hay un detalle importante, para que existan este tipo de fuente, es necesario que la corriente pueda ser regulada o controlada en la fuente. ¿A qué me refiero con esto? Es normal que en las fuentes de alimentación más económicas (o de menor calidad) sólo tengan una perilla para variar el voltaje, al no poder limitar o variar la corriente, este tipo de fuentes funcionarían como una fuente de corriente fija (si es que no se queman al exigir una gran corriente). En la siguiente foto podemos ver una fuente de voltaje con dos perillas, una para variar el voltaje y otra para variar la corriente:

    Fuente genesys plus

    Ahora bien, normalmente cuando una fuente de alimentación empieza a funcionar como fuente de corriente es porque la carga es lo suficientemente pequeña, es decir, el voltaje es el que empieza a variar para respetar la ley de Ohm. La fórmula para conocer la potencia es la siguiente:

    P = V*I

    Con esta fórmula podemos ver que una fuente de 10A y 10V sólo será capaz de suministrar como máximo 100W. Entonces, si regresamos al ejemplo de la fuente ideal de la tabla anterior pero ahora agregamos el límite físico de 100W, ¿qué pasaría cuando la resistencia sea muy grande? La respuesta es sencilla, esta fuente dejaría de ser de corriente y empezaría funcionar como fuente de voltaje como se observa en la siguiente tabla:

    CorrienteResistenciaVoltajePotencia
    10 Amperios0.01Ω0.1 V1 W
    10 Amperios0.1Ω1 V10 W
    10 Amperios10 V100 W
    1 Amperios10Ω10 V10 W
    0.1 Amperios100Ω10 V1W
    0.01 Amperios1000Ω10 V0.1W

    Como podemos observar, de color azul se encuentran los valores para los cuáles esta fuente se comportará como fuente de corriente y en naranja cuando empieza a ser fuente de voltaje. Esto es debido al límite que la fuente no puede exceder los 10V. 

    Podemos ver que cuando la carga es menor a 1Ω la fuente será de corriente.

    Debido a esta limitante, normalmente se utilizan las fuentes como fuente de corriente cuando la carga en nuestra aplicación es pequeña, como en la prueba de fusibles, diodos, cables o arneses, switches, inductores, relevadores, etcétera.

    Ahora bien, hay que tener cuidado cuando una fuente pase de ser de voltaje a ser de corriente de manera súbita porque la mayoría de las veces que esto sucede es debido a un corto circuito. Para evitar que nuestros equipos bajo prueba (DUT device under test) sean dañados por un corto, existen algunas protecciones como foldback que apagan la salida para no quemar nada.

    Espero que con estas 3 notas de blog haya resuelto las principales dudas sobre fuentes, si todavía hay algunas cuestiones poco claras, por favor déjamelo saber con un comentario y mejoraremos este material. Como podrás ver, a pesar de ser algo sencillo, las fuentes tienen su complejidad y en AcMax podemos orientarte a escoger la mejor para tu aplicación dentro de nuestra gran variedad.

     

    Escrito por Edgar Gastellou ingeniero de aplicaciones de AcMax de México. Última revisión 22 de Septiembre del 2020.

    Infografía por Salomón del Real CM de AcMax de México.

    Derechos reservados ©

    Comentarios
    13/11/2020 03:03 p. m.
    En verdad me fue de mucha utilidad, lo compartiré con mis compañeros de clase
    Queremos saber tu opinión, escríbenos aquí