¿Qué sucede si las fuentes de energía se conectan en violación de la teoría del circuito ideal?

Mi conocimiento de circuitos se limita (principalmente) a la teoría de circuitos ideales, donde:

  • Una fuente de voltaje ideal mantiene un voltaje prescrito independientemente de la corriente que fluya a través de sus terminales.
  • Una fuente de corriente ideal mantiene una corriente prescrita independientemente del voltaje entre sus terminales

Los siguientes circuitos no están permitidos de acuerdo con la teoría del circuito ideal, pero obviamente podrían conectarse como se muestra. Estoy tratando de obtener una mejor idea de lo que sucede en los circuitos reales (físicos) cuando se conectan incorrectamente.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

En realidad, ¿qué sucede si las fuentes de energía se conectan violando la teoría del circuito ideal?

Espero que la respuesta dependa de fuentes de energía específicas y sus circuitos internos: una fuente de energía puede fallar o regular una corriente/voltaje no coincidente, etc. Aún así, ¿hay un resultado predecible para este tipo de problema y cómo se determina ese resultado?

Agregue una resistencia interna a sus generadores (serie y pequeña para la generación de voltaje, paralela y grande para la generación de corriente) y luego haga que la resistencia tienda al límite ideal (cero para la generación de voltaje, infinito para la generación de corriente), y vea qué sucede . Terminarás con el voltaje o la corriente promedio. En la práctica, todo depende de los valores reales de las resistencias internas, pero si toma el límite, verá por qué Ltspice, por ejemplo, usa el promedio.

Respuestas (1)

Lo primero que debe darse cuenta es que las fuentes de energía "reales" no son ideales en sí mismas. Las fuentes de tensión tienen resistencias internas distintas de cero. Las fuentes de corriente solo pueden producir un rango limitado de voltajes (llamado cumplimiento). Entonces, por ejemplo, conectar dos fuentes de voltaje en paralelo se verá como

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simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

y en este caso producirá una corriente que es igual a la diferencia de voltaje dividida por la resistencia interna total. Tenga en cuenta que el circuito ahora es un circuito "ideal".

No existe una forma garantizada de saber cómo se comportarán los circuitos, a menos que tenga una descripción completa de los componentes. Así como las fuentes de voltaje tienen resistencias internas, también tendrán inductancias y, en algunos casos, se comportarán como si también tuvieran capacitancias internas complejas, por ejemplo, baterías.

Además, las fuentes de alimentación reales generalmente solo podrán generar corriente y no son buenas para hundirla, lo que requiere el uso (al menos) de un diodo al modelar la fuente de verdad.

Lo más cerca que estará de su conexión "no ideal" es saltar la batería de un automóvil descargada. Cuando se realiza la conexión, se recurrirá a la batería fuerte para producir una gran cantidad de corriente y, en casos graves, la corriente dañará el cable de puente. Sin embargo, una batería descargada parece más o menos una combinación de resistencia/condensador, por lo que después de un tiempo el flujo de corriente caerá a un valor mucho más bajo.

Algunas fuentes de voltaje son muy no ideales por encima de su voltaje nominal (porque no han sido diseñadas explícitamente como sumideros de voltaje ), en cuyo caso el circuito puede simplemente asumir el voltaje más alto y no fluirá corriente. Las baterías no son ejemplos de este tipo...
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