[MUSIC] Hola, continuamos con 1.09 Fuentes independientes ideales. A ver, you aprendimos que en electricidad existen dos variables fundamentales. Y cuando hablamos de fundamentales, es que corresponde a fundamentos. Voltaje o tensión V, que tiene que ver con lo que empuja a los electrones en un circuito. Y luego viene corriente I, que tiene que ver con el flujo de electrones, con cantidad de electrones que circulan. Ambas, voltaje y corriente, están presente en todo momento en todos los elementos circuitales de cualquier circuito. Los elementos circuitales que entregan un voltaje determinado, independientemente de lo que ocurre alrededor en el resto del circuito, se llaman fuentes de voltaje ideales independientes. Aquí está, fuente de voltaje ideales independientes. Se llaman fuentes porque entregan, de voltaje porque entregan voltaje. Ideales, porque siempre entregan el voltaje que quieren entregar. Eso se va a entender mejor después. Y son independientes, porque su salida, que es el voltaje, no depende de otras cosas que pasan en el circuito. Los elementos circuitales que entregar una corriente, en cambio, determinada, independientemente de cualquier otra cosa que pase el circuito, se llaman fuente de corriente ideales independientes. En esta videolección, vamos a aprender el modelo matemático, superbásico, de estos elementos circuitales ideales. A ver, ¿qué es la fuente independiente de voltaje? Pueden hacer clic aquí, si quieren. Entrega un voltaje determinado, independientemente de lo que está pasando con el resto del circuito. El voltaje puede ser constante o puede ser variable, da lo mismo, o puede incluso ser nulo. Puede haber una fuente que dé voltaje de 0 volts. En la práctica, no existen las fuentes ideales, porque todas las fuentes tienen algún elemento que hace que su voltaje sí dependa del resto del circuito. Sin embargo, una buena fuente de voltaje se aproxima mucho a una fuente ideal. El símbolo circuital de la fuente son todos estos que están acá. Nosotros vamos a usar esto para una pila, esto para una batería. Y este es el que más vamos a usar para fuente de voltaje arbitraria. Cuando usemos este va a ser para fuentes de voltaje sinusoidales. Y cuando usemos este va a ser muy extraño, porque ese se usa en contextos muy particulares. Es una notación que no se usa mucho, pero algunos la usan, entonces es bueno que ustedes la conozcan. Y si yo apago una fuente de voltaje, su voltaje es 0. Entonces, es muy divertido porque cuando uno apaga la fuente, digamos que yo tengo esta fuente de voltaje que es una batería. Esto es una fuente de voltaje, una pila, que me asegura que hay 1.5 volts entre los terminales, independientemente si yo le conecto algo o no le conecto nada. Y si yo quiero apagar esta fuente, no puedo porque las pilas siempre están encendidas. Pero cuando uno quiere apagar una fuente de voltaje, lo que está diciendo es, en el fondo, quiero que haya 0 volts entre sus terminales. Entonces, una fuente de voltaje apagada se asemeja a un cable entre sus dos terminales. Porque un cable entre estos dos terminales asegura que aquí no hay caída de voltaje. Hay el mismo voltaje en ambos puntos, porque están conectados por un cable. Eso se va a entender mejor cuando hablemos de leyes de Kirchhoff. Todo esto es para que nos familiaricemos en esto. El dual de lo anterior es la fuente independiente de corriente. Traigo una corriente determinada independientemente de lo que está pasando en todo el resto del circuito. La corriente puede ser constante o ser variable, o incluso puede ser nula. Cuando hablamos de fuentes nulas, nos referimos a una fuente que asegura que no haya corriente ahí. Y la única forma de asegurar que en un circuito no haya corriente es abriendo el circuito. Entonces, una fuente con corriente nula puede ser tan simple como un cable abierto, un cable roto. En la práctica, no existen las fuentes ideales, porque todas las fuentes de corriente, en la realidad, entregan voltaje que sí depende, una corriente, perdón, que sí depende del resto del circuito. Pero una buena fuente de corriente se aproxima mucho a una fuente ideal. En este curso, las vamos a ver en forma matemática solamente. No vamos a ver fuentes de corriente reales, porque esas quedan para otro curso. Pero sí, está bien saber que existen. El símbolo circuital de la fuente de corriente aparece aquí. Este es el típico, este es el que más vamos a usar. Este lo he visto algunas veces, y este lo he visto muy pocas veces, se usa muy poco. Entonces, este es el que vamos a usar con mayor frecuencia. Tiene polaridad, me dice la corriente va en esa dirección. En el caso de las fuentes de voltaje, esta también tiene polaridad. Y me dice este voltaje es positivo respecto de ese. Y si yo apago la fuente de corriente, la corriente es 0. Bueno, a propósito fuente independientes ideales, las fuentes independiente de voltaje pueden ser como esto, por ejemplo. Aquí hay una fuente de voltaje y aquí un circuito. Y esta fuente voltaje entrega un voltaje, y uno puede incluso graficar el voltaje en el tiempo. Aquí yo tengo tiempo, tengo voltaje. Y, a medida que pasa el tiempo, yo grafico este voltaje, que puede tener cualquier forma que yo quiera. Y lo importante aquí es que esta fuente es ideal. Por lo tanto, el voltaje que entrega aquí, que es V sub m, el voltaje que estoy midiendo en la fuente, no depende del circuito. El caso de la fuente de corriente, aquí yo tengo mi fuente de corriente ideal que le está entregando corriente al circuito. Yo puedo medir esa corriente de alguna forma. Y esa corriente yo la puedo graficar en el tiempo. Tiene cualquier forma, la forma que quiera tener la corriente y no depende en absoluto de este circuito. No depende del circuito, si yo cambio el circuito va entregar la misma corriente. Entonces, por eso son independientes, independiente del circuito a la cual la conecto. Estos de aquí son ejemplos de fuente de voltaje y fuentes de corriente. Si yo pongo una fuente de voltaje en un circuito abierto, esto es lo que se llama circuito abierto porque no hay nada conectado ahí. La fuente de voltaje va a tener un cierto voltaje y la corriente va a ser 0. Aquí no puede haber corriente porque no pueden saltar los portadores de carga de un terminal a otro. Y es por eso que si yo tengo una pila y la tengo sin conectar a nada, no se va a descargar, o se va a descargar muy lentamente por una resistencia interna. Pero lo importante aquí es que los electrones, o los portadores de carga, no pueden saltar de un terminal al otro. Y por lo tanto, esta batería tiene corriente 0, no se descarga, no hay flujo de electrones, no hay flujo de corriente. Aquí tenemos un segundo ejemplo, donde hay una fuente de voltaje que tiene esta forma de voltaje y se conecta a un circuito. Y este circuito es bien especial y le exige cierta corriente, una corriente que se ve bastante distinta al voltaje. Entonces, este circuito le está exigiendo poquita corriente aquí. Aquí le está exigiendo mucha corriente, pero el voltaje se mantiene siempre como la fuente quiere que se mantenga. Aquí hay un tercer caso de una fuente de voltaje que tiene la misma forma. Todas estas son la misma fuente de voltaje que la estamos conectando a diferentes circuitos. Y al conectarla a diferente circuitos, estos circuitos exigen diferentes formas de corriente. Lo importante es que La fuente de voltaje siempre mantiene el voltaje. Yo siempre mido el voltaje correcto, independientemente del circuito a lo cual lo conecto. Pasa lo mismo con las fuentes de corriente. Aquí yo aplico corriente y la aplico en cortocircuito. Lo normal para una fuente de voltaje cuando no consume energía es aplicarle un circuito abierto. Lo normal para una fuente de corriente para que no consuma energía es conectarle un cortocircuito. La fuente conectada a un cortocircuito no tiene voltaje, porque este cortocircuito, que es un cable, lo que me dice que el voltaje en este nodo es igual al voltaje en este nodo porque son el mismo nodo. El cable convierte dos nodos en uno. El cable hace que los dos nodos que están separados ahora sean el mismo nodo. Entonces, ese voltaje del nodo es el mismo aquí y el mismo acá. Por lo tanto, el voltaje de este punto es 0. Y esta fuente de corriente entrega una corriente a voltaje 0. Si yo ahora reemplazo ese cortocircuito por un circuito, voy a tener la misma forma de onda de la corriente. Es la misma fuerte de corriente y voy a tener cualquier voltaje, el voltaje que le exija a ese circuito. Y si cambio ese circuito por otro circuito, voy a tener la misma forma de onda de la corriente porque es la misma fuente de corriente. Pero voy a tener otra forma de onda de voltaje porque el circuito 2 está exigiendo un voltaje distinto del circuito 1. Entonces, así son las fuentes de corriente y voltaje. Podemos hablar de fuentes constantes y también [COUGH] perdón, de fuentes variables. Las fuentes de voltaje corriente independientes pueden ser constante o pueden ser variables. Las que son constantes se denominan fuentes DC, DC es por direct current, o corriente directa. También le llaman corriente continua en español. Entonces, DC en inglés es lo mismo que CC en español. Y después, las fuentes variables se denominan fuentes AC, por alternative current, y en español se le llama CA por corriente alterna. Entonces, AC en español es CA. Pero nosotros vamos a usar los términos en inglés que son los términos estándar en este caso. Y aquí vemos diferentes formas de onda en el tiempo. Esto puede ser voltaje o puede ser corriente. Eso parece dividir, ¿no cierto? Voltaje o corriente, da lo mismo. Esta es DC, y estas de aquí tienen DC y tienen AC. Esta tiene una parte AC y una parte DC. Y así, estas tienen parte que alternan, por lo tanto es AC. Una fuente que sea puramente AC que no tenga parte de DC tendría que estar centrada en 0, de manera de que su promedio sea 0. De hecho DC, esto lo vamos aprender después, pero DC tiene que ver con el promedio de la onda. La parte DC de una onda es el promedio en el tiempo de la onda. Okay, vamos a ver un ejemplo. El cargador USB es una fuente de voltaje de 5 volts. Esos típicos cargadores USB que uno usa es una fuente de 5 volts, capaz de entregar típicamente hasta un ampere. Entonces eso que yo veo como un cargador USB, que conecto al enchufe, esto es lo que uno conecta al enchufe finalmente. Ahí está el enchufe, yo voy a conectar esto y tiene una salida USB. Circuitalmente, esto es parecido a una fuente de 5 voltios, que es capaz de entregar hasta 1 ampere. Entonces, una fuente independiente de 5 volts, y si yo le conecto un circuito que le exija poca corriente, va a entregar poca corriente. Va a entregar 100 milliampere, 200 milliampere. Y si yo lo cambio este circuito por un circuito que le exige más corriente, va a entregar 0,8 ampere, 0,9 ampere. Y eventualmente, le pongo un circuito que le exige mucha corriente y va a llegar hasta 1 ampere, pero no puede superar ese ampere. Otro ejemplo, la fuente interna de un PC. Los que tienen un PC, los que han abierto un PC, ven que hay unas fuentes de voltaje que tienen varios cables que son cables que se parecen a esto que están aquí. Entonces, tienen varios cables y generalmente las de hoy en día tienen fuentes de 3,3 volts, 5 volts, 12 volts y -12 volts respecto de una misma tierra. ¿Cómo sería el símbolo circuital? A ver, anímense a dibujarlo. you pues, entonces tiene que haber una tierra. Entonces vamos a dibujar una tierra, esta es tierra. Y aquí dice que hay una fuente de +3,3 volts. La voy a dibujar así, 3.3 volts. Después dice aquí que hay una de 5 volts. Esta es de 5 volts. Dice aquí que hay una de +12 volts, la voy a dibujar por este lado. Da lo mismo el orden, 12 volts. Y dice aquí que hay una de -12 volts. Bueno, como el voltaje es negativo, vamos a buscarla más abajo. Entonces, voy a ponerle aquí una que sea de -12 volts, todas estas están conectadas entre sí. Y, ¿cómo dibujo los -12 volts? Bueno yo puedo ponerle 12 volts de esta forma. Y si este es 0, entonces este va a ser -12 volts. O alternativamente puedo ponerle, El positivo aquí y el negativo aquí. Pero esta fuente va a tener un valor de -12 volts, y eso también funciona. Entonces, este tiene un voltaje de -12 volts. Entonces aquí hay 12 volts, aquí hay 3.3 volts, aquí hay 5 volts, y aquí hay -12 volts. Aquí dice aprovechemos de ver el concepto de rieles de alimentación. you lo habíamos visto con cero detalle, y hoy día lo vamos a repetir solamente para que empiecen a adquirir familiaridad. En un circuito, típicamente hay una fuente, hay una fuente múltiple pero típicamente hay una fuente. Entonces, uno pone esta fuente, aquí hay, por ejemplo, 5 volts respecto de tierra. Y esto de aquí, estos 5 volts, son los que se llaman los rieles de alimentación. Entonces, yo conecto diferentes cargas circuitales, De esta forma, en los rieles. Entonces, estos de aquí son los rieles de alimentación. Y cuando hablemos de rieles, uno simplemente se imagina una fuente, listo. Rieles de alimentación, fuentes de voltaje, listo. Okay, existe también la fuente de laboratorio. Una fuente de potencia de laboratorio es capaz de entregar un voltaje DC constante para un amplio rango de corrientes. Y la fuente de laboratorio es un instrumento esencial para probar circuitos electrónicos. Y yo aquí, entre mi desorden, tengo una fuente de laboratorio, y me gustaría mostrarla aquí. Entonces voy a acercar la cámara. Déjenme moverla un poco y lo que está aquí es una fuente de laboratorio. Yo ahí la enciendo, y aquí pueden ver el voltaje de la fuente. Que es un voltaje que uno puede variar. Y yo tengo varios voltajes aquí, yo puedo conectar uno pequeño, un voltaje más grande. Y aquí puedo elegir diferentes referencias y diferentes fuentes para mostrar aquí. Este me muestra los volts, este de aquí me muestra los amperes. Así que eso es un instrumento de laboratorio. Es bueno saber que existe. Y ese instrumento de laboratorio es esencial para probar circuitos electrónicos. Aquí se muestra, esto es un dibujo que muestra fuente independiente, fuente paralelo, fuente serie. Porque las fuentes de laboratorio son en general configurables. Aquí me muestra un canal 1 que tiene una fuente de voltaje, un canal 2, que tiene otra fuente de voltaje independiente. Y a la fuente de laboratorio uno les puedes regular el voltaje y regular la corriente máxima que uno puede poner. Muy pequeñita, para que no queme un circuito, o muy grande para que sea capaz de entregar gran potencia al circuito. Voy a apagar mi fuente y vamos a otro, el generador de funciones. En los laboratorios de electricidad y de electrónica también es súper útil tener generadores de funciones. Que lo que hacen es, el fondo una fuente hace esto. Eso es un generador de funciones, y uno puede configurar el generador para que produzca voltajes que son de mayor amplitud o de menor amplitud.. Y con diferente frecuencia. Yo también tengo un generador de funciones aquí en mi taller. Esto que está acá es mi generador de funciones. Yo lo puedo encender y ahí me está mostrando la frecuencia, yo la puedo ir cambiando. Y yo puedo cambiar el voltaje también, la amplitud se cambia aquí. Y con esto puedo cambiar el tipo forma de onda que quiero mostrar. En algún momento vamos a mostrar formateo de onda también. Muy bien, sigamos. you vimos generador de funciones. ¿Y cómo son las fuente de la práctica? Bueno, en el mundo real, la mayoría las señales son señales de voltaje. Entonces no son señales de corriente, hay como una preferencia por los voltajes. Por lo tanto, en el mundo real la mayoría de las fuentes de alimentación son fuentes de voltaje y no son de corriente. Y los rieles de alimentación distribuyen voltaje, no distribuyen corrientes. Esto responde a que es súper difícil en la realidad, en el mundo real. Hacer una fuente de corriente que funcione bien como fuente de corriente en un amplio rango de operación. De hecho, si ustedes pudieran tener una fuente de corriente, la fuente de corriente estaría cortocircuitada para no gastarse. Para que la corriente se mantenga circulando con un voltaje cero, es súper raro. Y si uno quisiera conectar esa fuente corriente tendría que reemplazar ese cortocircuito por un elemento. Es súper raro, las fuentes de corriente en la práctica no existen. Salvo en excepciones notables, que permiten que la electrónica funcione. Los transistores, de hecho, operan como fuentes de corriente y son el gran ejemplo de fuentes de corriente en el mundo. Los fotodiodos también son fuentes de corriente, y ciertos otros elementos electrónicos, pero se ve en otro curso. Si ustedes están interesados pueden mirar el curso de electrónica en cápsulas en Coursera también. Bien pues, ¿algún otro ejemplo que ustedes tengan de voltaje AC y DC? Sí, bueno, voltaje DC son todas las baterías, las baterías entregan voltaje de DC siempre. Y voltaje AC puede ser el voltaje del enchufe, por ejemplo. El voltaje AC en Chile es 220 volts 50 hertz. Bueno en SPICE, you que este es un curso que incluye SPICE. SPICE también tiene fuentes de voltaje. Nosotros vemos que la sintaxis es de Vxxx, donde XXX es un nombre o un número, eso para identificar la fuente. Luego el nodo positivo, el nodo negativo y el voltaje que le queremos dar. Y un montón de parámetros optativos aquí. También existe la fuente de corriente, en este caso Ixxx donde, I Indica que esto es una fuente de corriente. Y el XXX indica cualquier nombre que uno quiera ponerle. Nodo positivo, nodo negativo y la corriente. Y así se ven en SPICE las fuentes de voltaje y de corriente. Yo aquí tengo LT. Perdón, tengo aquí LT Spice y puedo poner un nuevo esquemático. Tienes el nuevo esquemático, puedo poner un voltaje, y ese voltaje le pongo 1 volt, por ejemplo. Entre tierra y un nodo que le voy a llamar V out. Y luego de eso, yo puedo mirar el netlist. Y efectivamente, en el netlist aparece mi V1, que dice V out 0 y tiene un valor de 1 volt. Excelente. you, pues, ¿qué aprendimos hoy? Muchas cosas, concepto fuente de voltaje ideal y fuente de corriente ideal independientes. Concepto rieles de alimentación, fuente de potencia laboratorio, generador de funciones, fuente en SPICE. Y vimos montón de ejemplos de todos. Gracias por ver hasta aquí.
