En ocasiones es importante identificar las fuentes y las cargas de un circuito eléctrico.
Por definición, una fuente suministra energía eléctrica mientras que una carga la absorbe.
Todo dispositivo eléctrico (motor, resistor, termopar, batería, capacidad, generador, etc.) que transporta corriente se clasifica ya sea como una fuente o una
carga. ¿Cómo podemos distinguir una de la otra?
Para establecer una regla general, considere dos cajas negras A y B que están conectadas por un par de alambres que transportan una corriente variable I que cambia continuamente de dirección (Fig. 2.4). Se supone que la caída de voltaje a lo largo de los alambres es cero.
Cada caja contiene dispositivos y componentes desconocidos que están conectados de alguna manera a las terminales externas A1, A2, B1 y B2.
Existe un voltaje variable a través de las terminales, y su magnitud y polaridad también cambian continuamente. En esas condiciones tan variables,
¿cómo podemos decir si A o B es una fuente o una carga?
Para responder esta pregunta, suponga que tenemos instrumentos apropiados para determinar la polaridad instantánea (1)(2) del voltaje a través de las terminales y la dirección instantánea del flujo de corriente convencional. Se aplica entonces la siguiente regla:
• Un dispositivo es una fuente siempre que la corriente salga por la terminal positiva.
• Un dispositivo es una carga siempre que la corriente fluya hacia la terminal positiva.
Si las polaridades instantáneas y el flujo de corriente instantáneo son como se muestran en la figura, deducimos por la regla que la caja A es una fuente y la B una carga.
No obstante, si la corriente se invirtiera y la polaridad permanece igual, la caja B se convertiría en la fuente y la A en la carga.
La regla anterior para establecer si un dispositivo es una fuente o una carga es muy simple, pero tiene aplicaciones importantes, sobre todo en circuitos de corriente alterna.
Algunos dispositivos, como los resistores, pueden actuar solamente como cargas. Otros, como las foto celdas, pueden actuar solamente como fuentes. Sin embargo, muchos dispositivos pueden comportarse o como fuentes o como cargas. Así pues, cuando una batería suministra energía eléctrica, actúa como una fuente (sale corriente de la terminal (1)); cuando se recarga, actúa como carga [entra corriente a la terminal (1)].
De la misma manera, los motores eléctricos actúan por lo general como cargas en un sistema, pero durante periodos breves pueden actuar como generadores si las
condiciones electromecánicas son apropiadas. Lo mismo sucede en el caso de los condensadores. Cuando un condensador se está descargando, actúa como fuente y sale
corriente de la terminal (1).
Por el contrario, cuando el condensador se está cargando, actúa como carga y entra corriente a la terminal (1).