Si un circuito solo tiene una fuente de corriente y no una fuente de voltaje, ¿de dónde proviene el voltaje para alimentar el circuito?

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Por ejemplo, este circuito, una fuente de corriente es algo que alteraría el voltaje a través de él para cumplir con una cierta corriente.

Pero, ¿dónde hay una fuente de voltaje para hacer esto o incluso tener un voltaje en Vx? ¿Cómo funciona este circuito sin siquiera tener un suministro de voltaje?

He mirado aquí: ¿La fuente de corriente también es una fuente de voltaje?

Para tratar de entender la diferencia entre lo que es una fuente de corriente y una fuente de voltaje, pero nada ayudó a responder esta pregunta.

¿Podría en este caso la fuente de corriente actuar como suministro de tensión?

Gracias

Piense en una celda solar, la corriente se genera a partir de la luz entrante, no hay fuente de voltaje.
Usted mismo lo dijo: "Una fuente de corriente es algo que alteraría el voltaje a través de ella para encontrar una cierta corriente". Eso es todo: la corriente es constante, forzada por la fuente de corriente, y el voltaje solo tiene que aumentar lo suficiente para satisfacer eso.
Además, ¿cómo es posible que una fuente de voltaje cree corrientes? ¡Después de todo, tiene que producir voltaje solo y nada más! (Incorrecto, "fuente de voltaje" en realidad significa voltaje constante con corriente variable).
"fuente de corriente" y "fuente de voltaje" no significan lo que dicen en la lata, son formas abreviadas (por conveniencia) de las descripciones más precisas: "fuente con regulación para (intentar) mantener una corriente constante" y "fuente con regulación para (intentar) mantener un voltaje constante".
Si un circuito solo tiene una fuente de voltaje y no una fuente de corriente, ¿de dónde viene la corriente para alimentar el circuito?
Una "fuente de corriente" es el término técnico correcto para lo que a veces llamamos "regulador de corriente": un dispositivo diseñado para aumentar o disminuir el voltaje según sea necesario hasta que se genere la corriente deseada. De manera similar, una "fuente de voltaje" es un regulador de voltaje que aumentará o disminuirá el voltaje según sea necesario hasta que se genere el voltaje deseado. El origen de la "electricidad" (voltaje + corriente) depende del dispositivo físico: las baterías las generan mediante reacciones químicas, las dínamos las generan mediante un campo magnético giratorio.
Si un circuito solo tiene una fuente de voltaje y no una fuente de corriente, ¿de dónde viene la corriente para alimentar el circuito?
@uglyoldbob (e immibis, ¿son ambos la misma persona?) La energía para suministrar corriente y voltaje proviene de algún lugar fuera del circuito: las reacciones químicas en una batería, la luz que cae sobre un panel solar, la turbina de vapor o reactor nuclear que suministre electricidad a tu casa, o lo que sea.
Una bomba de agua de desplazamiento positivo mueve una cantidad fija de agua por ciclo. No "crea" presión de agua, pero sí lo hace cualquier resistencia al flujo, como presionar el pulgar sobre el extremo de la manguera. Considere que la fuente de corriente es algo que mueve un número fijo de electrones por segundo. Eso es lo actual. El voltaje es el resultado de la resistencia externa a ese flujo.

Respuestas (9)

Una fuente de corriente ideal producirá cualquier voltaje que sea necesario para permitirle entregar la corriente especificada.

Una fuente de voltaje ideal entregará cualquier corriente que requiera el resto del circuito cuando esté entregando su voltaje especificado.

Las fuentes reales de corriente y voltaje tendrán límites en el voltaje (para una fuente de corriente) o corriente (para una fuente de voltaje) que pueden entregar.

Ojalá hubiera tenido una explicación tan simple y precisa cuando era estudiante. Pasé tanto tiempo tratando de averiguar cuál era una fuente actual, y el maestro nunca logró explicarlo de una manera tan buena. ¡Gran respuesta!
... y espero que ahora le quede claro que, físicamente hablando, no existe una fuente de corriente (que podría "entregar" un voltaje). Todos estos dispositivos contienen una fuente de voltaje, y depende solo de la resistencia de la fuente (estática o controlada externamente) si la llamamos "fuente de voltaje" o "fuente de corriente".
@LvW: Diría que un generador Van de Graaf está mucho más cerca de ser una fuente de corriente que de ser una fuente de voltaje, físicamente hablando.
Henning, no estoy muy seguro de esto, pero este tema merece una discusión más detallada (no es posible aquí en este lugar).

Estos son elementos idealizados. Ni las fuentes de voltaje ni las fuentes de corriente existen en la realidad. La realidad tiene generadores y celdas galvánicas, etc.

Puede modelar una celda galvánica como

  • una fuente de tensión con una resistencia interna en serie

  • una fuente de corriente con una resistencia interna en paralelo

Por supuesto, siempre puedes agregar más cosas a tu modelo, pero estas dos opciones son las mínimas. Si suelta la resistencia interna conectada de la manera correcta, ya no está hablando de cosas del mundo real, sino de su modelado.

Y de eso se tratan estas lecciones y prácticas de circuito. Aprende a entender el modelado. Para que pueda construir y comprender modelos para elementos del mundo real.


Creo que ahora puede entender fácilmente qué hacer con R2 y en qué se pueden transformar la fuente actual y R1 después.

Entonces, ¿una celda galvánica con una resistencia paralela se comporta como una fuente de corriente? ¿Es eso lo que quieres decir? Tengo algunas dudas severas (a pesar de los 14 puntos).
Porque estás pensando mal. Una celda galvánica se comporta como una fuente de corriente con una resistencia en paralelo. No es lo que dijiste.
Janka: sin la resistencia, ¿la celda galvánica es una fuente de voltaje? Creo que estarás de acuerdo - ¡SÍ!. Ahora, con una resistencia en paralelo habrá una corriente a través de esta resistencia; sin embargo, el voltaje a través de esta combinación en paralelo permanece constante, ¿no es así? Entonces, ¿dónde está una fuente actual? ¿Puedes responder esto? Me temo que estaba pensando en un modelo teórico para una fuente de corriente IDEAL que, con una resistencia en paralelo, se convierte en una fuente de corriente real.
Una celda galvánica tiene una resistencia interna. El modelo está incompleto sin él. Si asume que la resistencia interna es cero, se engaña a sí mismo. Una fuente de corriente ideal con una resistencia en paralelo es equivalente a una fuente de voltaje ideal con una resistencia en serie.
Janka, ¿crees en Wikipedia? Extracto: "Una celda galvánica, o celda voltaica... es una celda electroquímica que obtiene energía eléctrica de reacciones redox espontáneas que tienen lugar dentro de la celda. Volta fue el inventor de la pila voltaica, la primera batería eléctrica. De uso común , la palabra "batería" ha llegado a incluir una sola celda galvánica, pero una batería consta propiamente de varias celdas". (Fin de la cita). ¡El dispositivo que podemos llamar "fuente de corriente" es una fuente de voltaje con una gran resistencia en SERIE! ¡Eso es seguro!
¿Crees en Wikipedia? No.
Entonces, ¿qué está mal en mi cotización? Tal vez debería consultar uno de los libros de texto disponibles. ¿Necesitas algunas recomendaciones?
Está perdiendo el punto. Por favor, lea de nuevo lo que escribí. Entonces entiendes por qué te equivocas con tus suposiciones falsas de lo que escribí.
Universidad de Illinois: "Una reacción electroquímica en una celda electroquímica requiere una semirreacción de reducción y una semirreacción de oxidación. Un voltímetro en el circuito muestra el voltaje total de la celda (Etot = Ered + Eox)". ¿Alguna otra pregunta?
Lo que escribiste es completamente engañoso. Una celda galvánica es una fuente de voltaje no ideal. Puede usarlo como una fuente de corriente actual no ideal con una gran resistencia SERIE interna. Pero con una resistencia paralela sigue siendo una fuente de voltaje no ideal (cargada). ¿Es esto correcto o incorrecto? ¿Cual es tu respuesta?
Si desea que alguien responda sus preguntas, publíquelas como tales, por favor.
OK veo. Sin respuesta.
El OP muestra una fuente de corriente de 5A. Es bastante inútil afirmar que "ni las fuentes de voltaje ni las fuentes de corriente existen en la realidad". Por supuesto, ninguna fuente puede producir un voltaje infinito o una corriente infinita, pero 5A y, digamos, 24 V están al alcance de la realidad. Dado que por inspección el circuito tiene menos de 3 ohmios, 5A generaría menos de 15V. Modelar celdas galvánicas NO es de lo que se trata la pregunta. Aprender a dividir exactamente la corriente de 5A entre dos resistencias en paralelo sí lo es.

Una fuente de corriente tiene que tener una fuente de voltaje. Pero, debido a que una fuente de corriente está diseñada para suministrar una cantidad fija de corriente, podemos ignorar su funcionamiento interno y solo enfocarnos en su propósito: ser una fuente de corriente.

Si lo piensa, tratamos mucho las fuentes como ideales, y funciona bien. Si no pudiéramos hacer eso, una fuente de voltaje en un circuito tendría que incluir todos los componentes que le permiten generar ese voltaje en particular. Y si estuviera enchufado a la pared, tendría que incluir un circuito que llegara hasta el final a través de transformadores y muchos kilómetros de cable hasta la fuente de electricidad...

Una fuente de corriente constante (CC) tiene su propia fuente de CC o es necesario suministrar una.

Puede comprar un regulador DC-DC CC o una fuente de alimentación CC alimentada por CA.

Una fuente de alimentación CC alimentada por CA tendrá una entrada de fuente de alimentación CA-CC y una salida de regulador CC CC-CC.

Aquí hay un regulador CC reductor (reductor) de CC-CC muy básico que controla algunos LED.

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La corriente fluye a través de la resistencia de ajuste R. El chip mide el voltaje a través del conjunto R para monitorear el flujo de corriente.

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Si la corriente es insuficiente, la señal PWM interna aumentará el ciclo de trabajo de la entrada SW (conmutación), aumentando el flujo de corriente en SW. Y viceversa.

Cuando el ciclo de trabajo está en su máximo (corriente nominal máxima), la fuente CC se convierte esencialmente en una fuente de voltaje.

Es algo relacionado con la carga. Cuando el CC alcanza el voltaje o la corriente máxima, entonces es una fuente de voltaje.

Por ejemplo, si el voltaje directo de estos LED que se activan es mayor que el voltaje de entrada, se alcanza el voltaje máximo.

Si la carga es una carga resistiva que podría consumir más corriente de la que puede proporcionar la fuente de CC, se alcanza la corriente máxima.

"Fuente actual" es solo un nombre (ligeramente engañoso). En verdad, la Ley de Ohm habitual funciona como de costumbre, es decir, hay algo de voltaje, algo de resistencia y, por lo tanto, algo de corriente. No es como si hubiera algo de magia que de alguna manera crea una corriente de la nada.

Puede imaginar que una fuente de corriente real (a diferencia de la versión ideal, en la que no nos preocupamos por sus componentes internos) tiene una fuente de voltaje regular (110 V/220 V CA), la convierte en un voltaje de CC interno y luego hace algo ingenioso. regulación que varía el voltaje de CC que sirve a su circuito de cliente de modo que aumenta/disminuye si la corriente real es demasiado baja o demasiado alta. Al cambiar el voltaje, la corriente también cambia, dependiendo de la carga. Como tal, la fuente de corriente real sigue siendo solo una fuente de voltaje, aunque con un voltaje que cambia/se adapta rápidamente, y la implementación es obviamente mucho más complicada que una fuente de voltaje estándar.

La página de Wikipedia sobre las fuentes actuales enumera una gran cantidad de implementaciones diferentes, que utilizan transistores, amplificadores operacionales u otros componentes activos.

El caso que expones es un elemento idealizado. Entonces es un modelo que usas para hacer cálculos con otros modelos.

¿Podría en este caso la fuente de corriente actuar como suministro de tensión?

Si observa un regulador basado en un convertidor DC-DC en modo corriente, verifica que en realidad tiene dos lazos de control:

  1. El bucle "interior" regula la corriente de salida según lo solicite el bucle exterior.
  2. El bucle externo, a su vez, "pide" la corriente necesaria para que la salida coincida con el voltaje deseado.

Así que efectivamente todo el regulador puede ser pensado como una fuente de corriente controlada, suministrando la corriente necesaria para que el voltaje de salida sea el deseado.

Piense en una fuente de corriente como una fuente de energía que de alguna manera genera una corriente casi constante. En la práctica, normalmente se construiría con componentes electrónicos que miden la corriente y tratan de estabilizarla, pero en términos generales, se podría hacer uno con una batería de un millón de voltios en serie con una resistencia de un megaohmio. ¡Eso entregará bastante cerca de un amplificador sin importar a qué lo conectes!

Para medir una fuente de corriente, cortocircuitaría los terminales (casi) con un medidor de corriente. El voltaje interno no está especificado y tratar de medirlo con un circuito abierto posiblemente sea peligroso.

Por el contrario, para medir una fuente de voltaje, usaría un medidor de alta resistencia que (casi) no consume corriente. La corriente que puede entregar no está especificada y tratar de medir eso con un cortocircuito posiblemente sea peligroso.

La corriente es un flujo de carga. En un conductor metálico sabemos que los electrones se mueven aleatoriamente en todas direcciones. Necesita un circuito completo y una diferencia de potencial para que se muevan (en promedio) hacia el terminal positivo de la celda.

Sin diferencia de potencial = sin corriente

La fuente de corriente es un componente idealizado, lo que hace que las cargas se muevan de alguna manera, ya sea un circuito inteligente, creando una diferencia de potencial o algún genio, instando a los electrones a fluir en una dirección específica, no importa en absoluto.

No es un experto como los demás, pero solo quería agregar que cuando ve una fuente de corriente en la imagen de un circuito, no puede asumir que el voltaje a través de ella es cero. Tiene un voltaje que probablemente desconocía al comienzo del problema, pero que puede encontrar con la ayuda de las leyes de Kirchhoff.

Otro pensamiento es que una fuente de corriente no es un dispositivo simple como una batería, así que detrás de esa imagen hay un elemento bastante complicado que produce corriente. Y como dijo Peter en su respuesta, ajustaría el voltaje a través de él en función de la resistencia del resto del circuito, para producir la corriente que se "anuncia" que produce. Por lo tanto, una fuente de corriente de 1 amperio tendrá un voltaje más alto con una resistencia de 200 ohmios en el resto del circuito que con una resistencia de 100 ohmios. (Y en cuanto a cómo obtiene este voltaje, puede imaginarse que una fuente de corriente es un dispositivo complicado, no uno simple como una batería, que puede ajustar su propio voltaje según sea necesario para obtener la corriente correcta dado el circuito al que se enfrenta. )