Una fuente de alimentación es un elemento que entrega energía eléctrica controlada a un circuito.
Hasta ahora hemos hablado de resistores, condensadores y bobinas: componentes pasivos que disipan o almacenan energía. ¿De dónde sale esa energía?
Necesitamos un elemento activo. Necesitamos una Fuente de Alimentación.
Puedes pensar: “Luis, esto es fácil. Una pila de 9 V da 9 V. Punto”. Bueno, pues siento deciros que os han mentido. En el mundo real, ninguna fuente es perfecta y su tensión depende de la carga y de su regulación.
FEM y tensión en bornes
Supongamos que tienes una batería de coche con una tensión nominal de 12 V. Si la mides en circuito abierto y está cargada, puedes obtener alrededor de 12,6 V, según su estado y su tecnología.
Pero, en el momento que arrancáis el coche (cuando el motor de arranque pide mucha corriente), si miráis el polímetro, veréis que el voltaje cae a 10V o 9V.
¿Qué ha pasado? ¿Se ha gastado la batería de golpe? No. Simplemente ha entrado en juego la realidad.
La fuerza electromotriz (
Es la tensión “ideal” de la fuente. Es la capacidad máxima química o mecánica que tiene el generador para separar cargas.
- Es el valor que medimos en vacío (circuito abierto, I = 0 ).
- Es lo que pone en la etiqueta: 12V.
La tensión en bornes (
Es la tensión real que tenemos disponible para nuestro circuito cuando estamos consumiendo corriente.
- Es lo que medimos con la carga conectada.
¿Por qué son diferentes? Por culpa de la Resistencia Interna.
La resistencia interna (
Dentro de la batería no hay ningún comportamiento ideal. Hay electrolitos, placas de plomo, uniones metálicas… Todo eso tiene resistencia.
Como primera aproximación, modelamos una batería mediante dos elementos:
- Una Fuente Ideal perfecta (la FEM).
- Una resistencia interna (
) en serie.
Es un modelo útil, aunque la impedancia real también cambia con la temperatura, el estado de carga, el envejecimiento y la frecuencia.
Cuando sacamos corriente (
Por tanto, la tensión que sale al mundo exterior es:
Consecuencia práctica:
Cuanta más corriente (
En otras palabras, ninguna fuente real es perfecta. Siempre tiene un límite, y entender ese límite evita muchos disgustos al diseñar o diagnosticar un circuito.
Fuentes de tensión y de corriente
En los problemas de teoría y en los simuladores verás dos modelos distintos. Es importante no confundirlos.
Fuentes de tensión
Son las más comunes. Las pilas, las baterías, los enchufes de casa.
- Objetivo: Intentan mantener el Voltaje Constante, independientemente de lo que conectes.
- Ideal: Da siempre X Voltios, aunque la corriente sea infinita (imposible físicamente).
- Real: El voltaje baja un poco al aumentar la carga (por la resistencia interna que acabamos de ver).
Ejemplo: La red eléctrica de tu casa te da 230V. Si enciendes la lavadora (pides corriente), la red intenta seguir dándote 230V.
Fuentes de Intensidad
Estas son las grandes desconocidas para los principiantes, pero son fundamentales en electrónica moderna (drivers LED, transistores).
- Objetivo: Intentan mantener la Corriente Constante, variando el voltaje lo que sea necesario.
- Comportamiento:
- Si pones una resistencia de 10Ω y la fuente está fijada a 1A, ajustará su voltaje a 10V.
- Si cambias la resistencia a 100Ω, la fuente subirá su voltaje automáticamente a 100V para forzar que siga pasando 1A.
¿Dónde se usan? El ejemplo clásico son los LEDs de potencia. Un LED no se debe alimentar con voltaje fijo (se quemaría al calentarse). Se alimenta con una Fuente de Corriente Constante (driver) que le asegura siempre los mismos Amperios (por ejemplo 300mA), ajustando el voltaje en tiempo real.
Resumen Comparativo
| Tipo de Fuente | ¿Qué intenta fijar? | ¿Qué varía según la carga? | Resistencia Interna Ideal | Ejemplo Real |
|---|---|---|---|---|
| Fuente de Tensión | Voltaje ( | La Corriente ( | Batería de Coche | |
| Fuente de Corriente | Corriente ( | El Voltaje ( | Driver LED, Panel Solar |
