Fontes de corrente A fonte de corrente é frequentemente chamada

Fontes de corrente
A fonte de corrente é frequentemente chamada de dual da fonte de tensão. Uma bateria fornece uma
tensão fixa, com a corrente podendo variar dependendo da carga. A fonte de corrente fornece uma
corrente fixa, com a tensão variando de acordo com a carga.
A principal motivação para o estudo de fontes de corrente se dá pela representação de
funcionamento de um transistor, que pode ser considerado uma fonte de corrente controlada.
Em resumo, uma fonte de corrente determina a corrente no ramo onde está situada e a intensidade e
a polaridade da tensão entre os terminais da fonte são uma função do circuito do qual ela faz parte.
Exemplo: Determine a corrente I1 e a tensão VS no circuito abaixo.
A fonte acima é descrita como fonte ideal, devido a ausência de resistência interna. Na realidade,
todas as fontes (de corrente ou tensão) possuem uma resistência interna, que modela as perdas de
energia ocorridas no processo de geração da tensão/corrente ou na entrega dessas grandezas em seus
terminais.
Os modelos de fontes reais levam em consideração uma resistência em série para fontes de tensão, e
uma resistência em paralelo para fontes de correntes, como ilustrado nas figuras abaixo.
Se levarmos em consideração as resistências internas de qualquer dos dois tipos de fonte, cada uma
delas pode ser convertida para o outro tipo, muitas vezes vantajosa para análise de circuitos.
É importante salientar, no entanto, que essa conversão define fontes que são equivalentes somente
no que se refere aos seus terminais externos, pois as características internas desses dois tipos de
fonte são bastante diferentes.
A conversão é feita assegurando que a mesma tensão, corrente e potência sejam entregues às cargas,
independente do tipo de fonte que fornece esses parâmetros.
Na figura anterior, a fonte de tensão fornece uma corrente I C para a carga RC. Essa corrente pode ser
escrita como:
IC =
E
RF+ RC
Multiplicando o numerador por RF/RF:
IC =
R F ( E/ R F )
RF I
=
RF+ RC
R F + RC
O que representa a equação de um divisor de corrente para uma fonte de corrente, com R F em
paralelo com RC. Essa relação matemática pode ser ilustrada na forma:
Note que o resistor interno RF é o mesmo em ambas as fontes, mudando apenas de posição, por
questão de equivalência entre as fontes. Essa equivalência não reflete casos reais de resistência
interna, somente mantém os valores disponíveis para correta conversão.
Em casos ideais, a fonte de tensão tem uma resistência interna igual a zero, não havendo queda de
tensão na diferença de potencial entregue na saída. Enquanto que a fonte de corrente tem uma
resistência interna infinita, não havendo divisão da corrente entregue a carga.
Dependendo da resistência equivalente da carga conectada às fontes, essas resistências internas
podem ser desprezadas, e as fontes consideradas ideais. É preciso lembrar, entretanto, que para
realizar a conversão de um tipo de fonte em outra, é necessário considerar tais resistências internas.
Exemplo: Converta a fonte de tensão abaixo em uma fonte de corrente. Verifique os valores de
corrente na carga para cada tipo de fonte.
Exemplo: Substitua a carga de 4 Ω do circuito acima para uma carga de 1 kΩ e calcule a corrente na
carga para a resistência interna dada e também para uma fonte ideal (RF = 0)
Exemplo: Converta a fonte de corrente abaixo para uma fonte de tensão e encontre a corrente na
carga para cada fonte.
Exemplo: Substitua a carga de 6 k do circuito anterior por uma carga de 10 e calcule a corrente na
carga para a resistência interna dada e também para uma fonte ideal (RF = ∞)
Duas fontes de corrente podem ser associadas em paralelo, da mesma forma que duas fontes de
tensão podem ser ligadas em série. A associação das fontes de corrente em paralelo pode ser
substituída por uma fonte resultante fornecendo a soma das fontes associadas, e com a resistência
interna igual à associação em paralelo das resistências de cada fonte.
A associação em série, no entanto, tem a mesma restrição de fontes de tensão em paralelo. Como a
corrente em uma associação em série de elementos de circuito é a mesma para todos os elementos
(LKC), não é possível conectar fontes de corrente em série caso elas forneçam corrente de valores
diferentes.
Em toda a análise de fontes de tensão e corrente, é possível observar a dualidade entre essas duas
grandezas elétricas.