es aquella que impone una determinada tensión (corriente), independientemente de cuales sean las demás tensiones y corrientes presentes en el circuito.
Una fuente de tensión (corriente) dependiente o controlada es aquella que impone una determinada tensión (corriente), que depende de otra tensión o corriente presente en el circuito. Así son posibles cuatro fuentes controladas: de tensión controlada por tensión (FTCT), de tensión controlada por corriente (FTCC), de corriente controlada por tensión (FCCT) y de corriente controlada por corriente (FCCC). En la tabla 2.1, se presentan las diferentes fuentes.
Tabla 2.1. Fuentes.
Reversibilidad de las fuentes
Se definió, en el apartado 1.3, un convertidor estático como un sistema formado, básicamente, por interruptores que permite, mediante el control de los mismos, regular la transferencia de energía entre una fuente de entrada y una fuente de salida.
Efectivamente, tanto la entrada como la salida del convertidor podrán ser caracterizadas como fuentes de tensión o de corriente de acuerdo con la definición dada en ese apartado, pudiendo además actuar cada una de estas fuentes como generador o receptor de energía, según la entreguen o la consuman.
Una fuente, generadora o receptora, es reversible en tensión, si la tensión en sus bornes puede cambiar de signo (polaridad). Asimismo un generador o un receptor es reversible en corriente si la corriente que por él circula admite dos sentidos de circulación.
Considerando dichas reversibilidades, existen únicamente 8 tipos de fuentes, de acuerdo a la tabla 2.2. Tener conocimiento preciso relativo a la reversibilidad de las fuentes será, como se verá en el capítulo 3, punto clave en la determinación de la característica estática de los interruptores necesarios para constituir el convertidor.
Tabla 2.2. Reversibilidad de fuentes.
Reglas básicas de interconexión de las fuentes
Como ya se ha indicado, a lo largo del funcionamiento de un convertidor estático, sus interruptores provocan conexiones entre fuentes. En el instante de actuar un interruptor es absolutamente necesario respetar un cierto número de reglas básicas.
Una fuente de tensión no puede quedar nunca en cortocircuito. Por el contrario, no hay ningún inconveniente en que quede en un circuito abierto.
Una fuente de corriente no puede quedar nunca en un circuito abierto. Por el contrario, no hay ningún inconveniente en que quede en cortocircuito.
Como consecuencia de las reglas anteriores, nunca deberán conectarse dos fuentes de la misma naturaleza (Véase el ejercicio E2.2). Por el contrario, no hay ningún inconveniente en conectar dos fuentes de distinta naturaleza, es decir, una fuente de tensión con una de corriente.
En la tabla 2.3 se visualizan estas reglas básicas de interconexión de fuentes.
Tabla 2.3. Interconexión de fuentes.
2.2.3. Resistores
Un componente dipolar, colocado en un circuito, introduce una determinada relación funcional, analítica o no, entre la tensión aplicada a dicho componente, u(t), y la corriente que circula por el mismo, i(t). En el caso general, esta relación depende del tiempo, como por ejemplo en los inductores y en los condensadores, y en caso de considerar como excitación a la tensión, responde a
En otros casos, la relación u – i introducida por dicho componente no depende del tiempo, esto es
Cuando esto sucede a dicho componente se le denomina resistor, y dicha característica admite una representación gráfica en unos ejes tensión-corriente. Esta representación recibe el nombre de característica estática.
Resistor lineal invariante temporal u óhmico
Un resistor óhmico es un elemento circuital de dos polos cuya tensión es directamente proporcional a la corriente. El coeficiente de proporcionalidad, R, se denomina resistencia del resistor. Es decir:
En la figura 2.15 se indica el convenio de signos que se adoptará en este libro. Los signos hacen referencia a la tensión que se considera positiva, mientras que la flecha hace referencia a la corriente que se considera positiva, respondiendo al denominado convenio receptor que considera al dipolo receptor cuando dichas magnitudes son positivas o negativas simultáneamente, siendo generador en caso contrario.
Figura 2.15. Resistor óhmico.
La expresión (2.25) se puede representar en el plano (u,i) y recibe el nombre de característica estática del resistor. Por ejemplo, La figura 2.16 muestra la característica estática de un resistor genérico con i(t) = f [u(t)].
Figura 2.16. Característica estática.
En el caso de un resistor óhmico la expresión (2.26) se representa gráficamente en el plano (u,i) como una recta de pendiente 1/R, por lo que su característica estática es una recta que pasa por el origen (ver figura 2.17).
Figura 2.17. Resistor lineal u óhmico.
Esta recta, para R = 0 será coincidente con el eje de ordenadas, mientras que para R = ∞ será coincidente con el eje de abscisas (ver figuras 2.18 y 2.19). Estos dos valores particulares de R, denominados respectivamente cortocircuito y circuito abierto, son de gran importancia en la electrónica de potencia porqué son los valores que caracterizarán un interruptor ideal, como se verá en el capítulo 3.
Figura 2.18. Resistor R = 0.
Figura 2.19. Resistor R = ∞.
Nótese
