Fuentes reales

01 · Punto de partida

La pila perfecta no existe

Medís tu pila: 9,1 V en vacío. Conectás el circuito y marca 8,8 V. ¿Se rompió? No: por dentro la pila es una fuente ideal + una resistencia en serie (Rint, 1–3 Ω en una 9 V sana). Toda corriente que sale deja su caída adentro: Vbornes = Vs − I×Rint.

Con mA de LED la caída es milivoltios (invisible); con motores o cortos es decisiva. Este tema la modela, la mide y la usa.

• ¿Qué es la resistencia interna?
• ¿Cómo la mido con mi multímetro?
• ¿Cuándo importa y cuándo se ignora?
• ¿Qué corriente daría en corto?

02 · Modelo

Ideal + fantasma en serie

Lectura: con LED la pila es “ideal”; con motor ya no; en corto toda la energía queda adentro (calor peligroso). El mismo modelo, tres regímenes.

03 · Medir Rint

Dos lecturas y una división

1. 1
   V en vacío (V0).

   Multímetro en bornes sin nada: V0 ≈ Vs. Ej.: 9,1 V.

2. 2
   V con carga conocida (Vc).

   Conectar R conocida (ej. 100 Ω) y medir bornes: ej. 8,9 V con I = 8,9/100 = 89 mA.

3. 3
   Dividir la diferencia.

   Rint = (V0 − Vc)/I = 0,2/0,089 ≈ 2,2 Ω. Repetir con otra R para confirmar.

04 · Efectos y límites

Cuándo importa de verdad

LED y divisores: ignorar

Caídas de mV frente a voltios: el modelo ideal basta. No complicar lo simple.

Motores y tiras: incluir

Caídas de 0,5–1 V cambian brillo y velocidad. Diseñar con Vbornes real, no con etiqueta.

Máxima transferencia (dato)

La carga recibe lo máximo cuando RL = Rint (Pmax = Vs²/4Rint). Curiosidad útil en radio (curso 4); en potencia es derroche (mitad queda adentro).

Reguladas (USB): otra liga

Su electrónica compensa: 5 V clavados hasta su límite (ej. 2 A), después colapsan o cortan. Rint efectiva ≈ 0,05–0,2 Ω.

05 · Fuente real en código

Modelo, medición y barrido

Función fuente con Rint + medidor de Rint + barrido de carga:

def bornes(vs, rint, rl):
    i = vs / (rint + rl)
    v = vs - i * rint
    return i, v


def medir_rint(v0, vc, rl):
    i = vc / rl
    rint = (v0 - vc) / i
    print(f"V0={v0}V Vc={vc}V RL={rl}: Rint={rint:.1f} ohm")
    return rint


medir_rint(9.1, 8.9, 100)
for rl in [10000, 1000, 100, 10]:
    i, v = bornes(9.1, 2.0, rl)
    print(f"RL={rl}: I={i*1000:.0f}mA Vbornes={v:.2f}V")

Probá medir_rint(5.0, 4.95, 10) (USB con 0,5 A): ¿Rint? ¿Icc teórica?

Máxima transferencia (curiosidad con números)

Barriendo RL se ve el pico justo en Rint:

def barrer_rl(vs, rint):
    for rl in [0.5, 1, 2, 4, 10]:
        i = vs / (rint + rl)
        p = i**2 * rl
        print(f"RL={rl}: Pcarga={p:.2f} W")


barrer_rl(9.1, 2.0)

06 · Analogía programador

Overhead interno

1. 1
   Rint = overhead.

   Cada request paga peaje interno proporcional al tráfico. En idle invisible; en pico dominante.

2. 2
   Medir Rint = profiling.

   Vacío vs. carga = baseline vs. loaded: la diferencia revela el costo oculto.

3. 3
   Regulada = autoscaling.

   Mantiene el SLA hasta el límite y después corta: no degrada lineal, falla de golpe.

07 · Exploración

Laboratorio: cargar la fuente

Fijá Vs y Rint, mové la carga: el laboratorio muestra Vbornes, corriente, potencia útil y eficiencia, con aviso de régimen (ideal / notable / corto).

Preguntas para explorar

1. ¿Con qué carga Vbornes cae 10 %? ¿Qué relación tiene con Rint?
2. Subí Rint a 10 Ω (pila gastada) con 470 Ω. ¿Vbornes y brillo?
3. ¿Por qué la eficiencia se desploma con RL chica?

08 · Comprensión

Confusiones frecuentes

09 · Práctica guiada

Ejercicios de fuente real

Ejercicio 1: medir tu pila

Medí V0 y con R 100 Ω (Vc), calculá Rint con medir_rint(). ¿Sana (< 3 Ω) o gastada? Repetilo en un mes.

Ejercicio 2: USB exigido

USB 5 V con carga 500 mA mide 4,95 V. ¿Rint efectiva? ¿Icc teórica? ¿Por qué nunca la verás?

Ejercicio 3: LED con pila gastada

Pila Vs 9,1 V con Rint 10 Ω alimenta LED+R 470 Ω. ¿I real vs ideal? ¿Brillo notable?

10 · Síntesis

Ideas para recordar

Fuentes honestas con números. Ahora, cómo se combinan: en el próximo tema, pilas en serie/paralelo y USB por dentro.