Fuentes de alimentación lineales

Generalidades

La corriente o intensidad eléctrica no es más que el movimiento de electrones libres (aquellos que en un material no están unidos fuertemente a los átomos o moléculas de éste y pueden desprenderse fácilmente de la estructura) en el interior de un conductor cuando el mismo está conectado a un circuito donde existe una diferencia de potencial. Dicha corriente va a existir en una determinada región solamente cuando una carga neta es transportada de un punto a otro a través de la misma en un tiempo determinado.

Los electrones libres tienen la característica de que siempre se van a estar moviendo a través del conductor de forma aleatoria, aunque no se haya aplicado electricidad alguna. Cuando esto ocurre se establece que la media de dicho movimiento es igual a 0, ya que cuando se suman los electrones que van en un sentido y se le restan los que lo hacen en sentido contrario, queda anulado.

Vamos a suponer que tenemos un alambre de cobre, si a través de su sección transversal hacemos transportar una carga q en un tiempo t, vamos a tener que la corriente I en el conductor es:

La unidad de medida de q es el Coulombs (C) y la de t se expresa en segundos (s). A esta unidad que se establece como C/s, o como también se puede representar C·s-1, se le denomina Amperio o Ampere (A) y su igualdad quedaría como:

El Ampere forma parte de las unidades básicas en el Sistema Internacional de Unidades (también denominado Sistema Internacional de Medidas) y fue nombrado en honor del físico y matemático francés André-María Ampere (1775 – 1836). Se plantea que una corriente de 1 A es aquella con la cual en 1 segundo van a pasar a través de la sección transversal de un conductor 625.1018 electrones.

Existen dos tipos de corriente eléctrica:

Corriente directa o continua: Fue la primera en ser descubierta y por tanto, la primera de la que el hombre hizo uso. Esta se obtiene cuando la diferencia de potencial aplicada a lo extremos del conductor no varía y la corriente fluye en una misma dirección. En los circuitos se indica con las siglas CC, CD y en el caso de que sea en inglés se denota como DC (Direct Current).

En todos los puntos del circuito de corriente continua la intensidad va a ser la misma en cualquier instante.

Corriente alterna: Se le denomina a aquella corriente donde la magnitud y dirección varían cíclicamente y por eso también es conocida por alterna sinusoidal. En los circuitos se indica con las siglas CA y en el caso de que sea en inglés se denota como AC (Alternating Current). Si observáramos la gráfica de la misma a través de un osciloscopio, veríamos esto:

Para un mejor estudio aquí solamente se ha representado un ciclo. Cabe señalar que la corriente alterna usada en nuestros hogares e industrias suele tener una frecuencia de 50 ó 60 ciclos por segundos (Hertz). La tensión máxima alcanzada es representada en la gráfica como Vmax y es conocida como tensión de pico. Cuando adquirimos un transformador de una tensión X, estamos hablando de su tensión eficaz. Para calcular la tensión de pico de dicho transformador tendríamos que usar la siguiente fórmula:

(1)

Como se puede ver existe una estrecha relación entre ambas tensiones. Supongamos que compramos un transformador con una tensión eficaz de 12 voltios. El cálculo de la tensión de pico se haría, sustituyendo en (1), de la siguiente manera:

La red eléctrica que llega a nuestros hogares y centros de trabajo provee a los mismos de la corriente alterna (término usado genéricamente para referirnos a la forma en que la electricidad llega a estos lugares) necesaria para que puedan funcionar los diferentes equipos eléctricos presentes en cada uno de ellos. El valor de la tensión eléctrica (también llamada fuerza electromotriz y representada en muchas literaturas como FEM) presente en la red puede ser de 110 ó 220 voltios. Aunque los equipos eléctricos que usamos se conectan directamente a esta red, no todos trabajan en su interior con esta magnitud.

La tarea de convertir la tensión eléctrica presente en la red a un valor permisible por un determinado equipo, va a ser función de las llamadas fuentes de alimentación.

La enciclopedia libre online Wikipedia (consultada el 8 de marzo del 2010) define a la fuente de alimentación como: "…dispositivo que convierte la tensión alterna de la red de suministro, en una o varias tensiones, prácticamente continuas, que alimentan los distintos circuitos del aparato electrónico al que se conecta (ordenador, televisión, impresora, router, etc.)."