Fonts de CEM i corrent: principals característiques i diferències

L'enginyeria elèctrica relaciona la naturalesa de l'electricitat amb l'estructura de la matèria i l'explica pel moviment de partícules carregades lliurement sota la influència d'un camp d'energia.

Perquè el corrent elèctric circuli pel circuit i funcioni, cal que hi hagi una font d'energia que es converteixi en electricitat:

• energia mecànica de rotació dels rotors del generador;

• el curs de processos o reaccions químiques en dispositius galvànics i bateries;

• calor als termòstats;

• camps magnètics en generadors magnetohidrodinàmics;

• energia lluminosa a les fotocèl·lules.

Tots tenen característiques diferents. Per tal de classificar i descriure els seus paràmetres, s'adopta una divisió teòrica condicional de les fonts:

• corrent;

• EMF.

Corrent elèctric en un conductor metàl·lic

Definició amperatge i la força electromotriu al segle XVIII va ser donada per famosos físics de l'època.

Font de CEM

Es considera que una font ideal és bipolar, als terminals de la qual la força electromotriu (i el voltatge) es manté sempre en un valor constant.Això no es veu afectat per la càrrega de la xarxa i resistència interna a la font és zero.

En els diagrames, normalment s'indica amb un cercle amb la lletra «E» i una fletxa a l'interior, que indica la direcció positiva de l'EMF (en la direcció d'augmentar el potencial intern de la font).

Esquemes de designació i característiques de corrent-tensió de fonts CEM

Teòricament, als terminals d'una font ideal, la tensió no depèn de la magnitud del corrent de càrrega i és un valor constant. Tanmateix, aquesta és una abstracció condicional que no es pot aplicar a la pràctica. Per a una font real, a mesura que augmenta el corrent de càrrega, el valor de la tensió terminal sempre disminueix.

El gràfic mostra que l'EMF E consisteix en la suma de la caiguda de tensió a través de la resistència interna de la font i la càrrega.

De fet, com a fonts de tensió funcionen diverses cèl·lules químiques i galvàniques, bateries d'emmagatzematge i xarxes elèctriques. Es divideixen en fonts:

• tensió DC i AC;

• controlat per tensió o corrent.

Fonts actuals

S'anomenen dispositius de dos terminals, que creen un corrent estrictament constant i no depèn de cap manera del valor de resistència de la càrrega connectada, i la seva resistència interna s'aproxima a l'infinit. Aquest és també un supòsit teòric que no es pot aconseguir a la pràctica.

Esquemes de designació i característiques corrent-tensió de la font de corrent

Per a una font de corrent ideal, la seva tensió terminal i la seva potència només depenen de la resistència del circuit extern connectat. A més, amb l'augment de la resistència, augmenten.

La font de corrent real difereix del valor ideal de la resistència interna.

Alguns exemples d'una font d'alimentació inclouen:

• Bobinats secundaris dels transformadors de corrent connectats al circuit de càrrega primària amb el seu propi bobinat d'alimentació. Tots els circuits secundaris funcionen en mode de connexió fiable. No els podeu obrir; en cas contrari, hi haurà pujades al circuit.

• Inductors, pel qual ha passat el corrent un temps després d'haver retirat l'alimentació del circuit. L'apagada ràpida de la càrrega inductiva (un augment sobtat de la resistència) pot provocar la ruptura de la bretxa.

• Generador de corrent muntat sobre transistors bipolars, controlat per tensió o corrent.

En diferents bibliografies, les fonts de corrent i tensió es poden designar de manera diferent.

Tipus de designacions de fonts de corrent i tensió en esquemes

Llegiu també sobre aquest tema: Característiques externes de la font EMF