1.4 Fuentes de tension y corriente, dependientes e independientes

Todos los elementos de circuitos simples que se consideraran se clasifican de acuerdo con la relación entre la corriente a través del elemento y la tensión en los extremos del mismo elemento. Por ejemplo, existen elementos en los que la tensión es totalmente independiente de la corriente, o la corriente lo es de la tensión, en cuyo caso se conocen como fuentes independientes. Además, es necesario definir tipos especiales de fuentes para las que la tensión o la corriente de fuente dependan de una corriente o tensión en otro punto del circuito, que se conocen como fuentes dependientes y se usan mucho en electrónica para hacer módulos del comportamiento de la cd y de la ca de transistores, sobre todo en circuitos de amplificador.

Fuentes de tensión independientes

El subíndice s solo identifica la tensión como una tensión de “fuente”, y es común pero no se requiere. Una fuente de tensión independiente se caracteriza por una tensión de terminal que es totalmente independiente de la corriente a través de ella.

La fuente de tensión independiente es una fuente ideal, es decir, no representa exactamente algún dispositivo físico real, debido a que la fuente ideal propia entregar en teoría una cantidad infinita de energía desde sus terminales.

Considere una flecha de corriente marcada como “i”. La corriente i entra a la terminal en donde se localiza el signo positivo, haciendo que la convención de signos pasiva se satisfaga y la fuente de ese modo absorbe una potencia de Ρ = vₛi.

Con mucha frecuencia, se podría orientar la flecha como en la otra figura de manera que vₛi representara la potencia entregada por la fuente.

Una fuente de tensión independiente, con una tensión de terminal constante, muchas veces se conoce como fuente de tensión cd independiente y se representa por cualquier de los símbolos de las figuras.

Fuentes de corriente independientes

Otra fuente ideal que necesitaremos es la fuente de corriente independiente.

La corriente a través del elemento es totalmente independiente de la tensión entre sus extremos.

El símbolo de una fuente de corriente independiente se muestra en la figura. Si is es constante, se trata de una fuente de corriente cd independiente. A menudo, una fuente de corriente ca se dibuja con una tilde en la flecha.

La fuente de corriente independiente representa, en el mejor de los casos, una aproximación razonable de un elemento físico. En teoría, entrega potencia infinita desde sus terminales, puesto que produce la misma corriente finita para cualquier tensión entre sus extremos, sin importar cuán grande pueda ser la tensión.

Fuentes dependientes

Se denomina fuentes independientes, debido a que el valor de la cantidad de la fuente no se ve afectado de ningún modo por lo que pasa en el resto del circuito. Esta situación contrasta incluso con otro tipo de fuente ideal, la fuente dependiente o controlada, en donde la cantidad de la fuente está determinada por una tensión o una corriente existente en algún otro lugar del sistema que se analiza.

Las fuentes de este tipo aparecen en los modelos eléctricos equivalentes de muchos dispositivos electrónicos, como los transistores, amplificadores operacionales y circuitos integrados.

Cuatro tipos diferentes de fuentes independientes
(a)  Fuente de corriente controlada por corriente;
(b)  Fuente de corriente controlada por tensión;
(c)  Fuente de tensión controlada por tensino;
(d)  Fuente de tensión controlada por corriente.

Para distinguir las fuentes dependientes, de las independientes se utilizarán los símbolos de diamante en las figuras (a) y (c), K es una constante de ajuste a dimensional. En la figura (b), g es un factor de ajuste con unidades de A/V; en la figura (d), r es un factor de ajuste con unidades de V/A. La corriente controladora iₓ y la tensión controladora vₓ deben definirse en el circuito.