Font d'energia: ideal i real

Font d'energia: ideal i real
Font d'energia: ideal i real
Anonim

Una font de corrent (IT) es pot considerar com un dispositiu electrònic que subministra corrent elèctric a un circuit extern, independentment de la tensió dels elements del circuit i sobre si mateix.

Una propietat distintiva de les TI és la seva gran resistència interna (idealment infinitament gran) Rext. Per què?

Imaginem que volem transferir el 100% de l'energia de la font d'alimentació a la càrrega. És una transferència d'energia.

Per lliurar el 100% de potència de la font a la càrrega, cal distribuir la resistència en el circuit perquè la càrrega rebi aquesta potència. Aquest procés s'anomena divisió actual.

La corrent sempre pren el camí més curt, escollint la ruta amb menys resistència. Per tant, en el nostre cas, hem d'organitzar la font i la càrrega de manera que la primera tingui una resistència molt superior a la segona.

Això és per garantir que el corrent flueix de la font a la càrrega. És per això que utilitzem en aquest exemple una font de corrent ideal que té una resistència interna infinita. Això garanteix que el corrent flueixi des de l'IT pel camí més curt, és a dir, a través de la càrrega.

PerquèRext de la font és infinitament gran, el corrent de sortida no canviarà (malgrat el canvi en el valor de la resistència de càrrega). El corrent tendirà sempre a fluir a través de la resistència infinita de la IT cap a la càrrega amb una resistència relativament baixa. Això mostra el gràfic actual de sortida d'una font ideal.

font actual
font actual

Amb una resistència interna de TI infinitament gran, qualsevol canvi en el valor de la resistència de càrrega no té cap efecte sobre la quantitat de corrent que flueix al circuit extern d'una font ideal.

La resistència infinita és dominant al circuit i no permet que el corrent canviï (malgrat les fluctuacions de la resistència de càrrega).

Mirem el circuit de font de corrent ideal que es mostra a continuació.

Font de corrent FET
Font de corrent FET

Com que té una resistència infinita, el corrent que flueix des de la font tendeix a trobar el seu camí de menor resistència, que és una càrrega de 8Ω. Tot el corrent de la font de corrent (100 mA) flueix a través de la resistència pull-up de 8Ω. Aquest cas ideal és un exemple d'eficiència energètica del 100%.

Ara mirem el circuit informàtic real (com es mostra a continuació).

tipus de fonts de corrent
tipus de fonts de corrent

Aquesta font té una resistència de 10 MΩ que és prou alta com per proporcionar un corrent molt proper als 100 mA complets de la font, però en aquest cas, l'IT no oferirà el 100% de la seva potència.

Això és perquè l'interiorla resistència de la font consumirà part del corrent, donant lloc a una certa quantitat de fuites.

Es pot calcular mitjançant una divisió específica.

La font ofereix 100 mA. Aleshores, aquest corrent es comparteix entre la font de 10 MΩ i la càrrega de 8Ω.

Amb un càlcul senzill, podeu determinar quina part del corrent passa per la resistència de càrrega 8Ω

I=100mA -100mA (8x10-6 MΩ /10MΩ)=99,99 mA.

Tot i que no existeixen fonts de corrent físicament ideals, serveixen de model per construir TI reals amb les seves característiques properes.

A la pràctica, s'utilitzen diversos tipus de fonts de corrent, que es diferencien en les solucions del circuit. La informàtica més senzilla pot ser un circuit de font de tensió amb una resistència connectada. Aquesta opció s'anomena resistiva.

Es pot construir una font de corrent de molt bona qualitat en un transistor. També hi ha una font de corrent FET comercial barata, que és només un FET amb una unió p-n i una porta connectada a la font.

Recomanat: