leyes
de Kirchhoff
Ambas leyes de circuitos pueden derivarse directamente de las ecuaciones de Maxwell, pero Kirchhoff precedió a Maxwell y gracias a Georg Ohm su trabajo fue generalizado. Estas leyes son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para hallar corrientes y tensiones en cualquier punto de un circuito eléctrico.
Ley de corrientes de kirchhoff
La Ley de corrientes de Kirchoff o Ley de intensidades de
Kirchoff dice que la suma de las corrientes que entran en un área cerrada del
circuito (ver circulo rojo en el gráfico), son iguales a las corrientes que
salen.
Diciéndolo de otra manera.
La suma de corrientes que entran a un nodo (círculo verde)
debe ser igual a cero ("0").
Siempre se debe tomar a las corrientes que entran al nodo
como positivas y a las del nodo como negativas.
Entonces:
Corrientes que entran al nodo = corrientes que salen del
nodo ó Corrientes que entran al nodo - corrientes que salen del nodo = 0
En el caso de la figura, la corriente que sale de la fuente
Ient, se divide en dos, pasando I1 por el resistor R1 e I2 por el resistor R2.
Posteriormente estas dos corrientes se vuelven una sola
antes de regresar a la fuente original Ient, cumpliéndose nuevamente la ley de
corriente de Kirchoff en el nodo que está debajo de R1.
Ient (corriente que entra) = I1 + I2 (corrientes que salen)
Esta ley es muy útil, para encontrar el valor de una
corriente en un circuito cuando conocemos las otras que alimentan un nodo.
Nota: Si bien en el gráfico el círculo rojo sólo abarca un
área pequeña. Este circulo podría abarcar un área mayor del circuito y la ley
se seguiría cumpliendo. Ver círculo verde en el gráfico a la anterior.
Esta ley es muy útil, para encontrar el valor de una
corriente en un circuito cuando conocemos las otras que alimentan un nodo.
Nota: Si bien en el gráfico el círculo rojo sólo abarca un
área pequeña. Este circulo podría abarcar un área mayor del circuito y la ley
se seguiría cumpliendo. Ver círculo verde en el gráfico a la anterior.
Ley de tenciones de kirchhoff
Esta Ley dice que:
La suma de todas las tensiones en
un camino cerrado debe ser forzosamente igual a cero
En otras palabras, en un
circuito:
Los incrementos en tensión es
igual a las caídas de tensión. (positivos los aumentos y negativas las caídas
de tensión)
Aumento de tensión - suma de las
caídas de tensión = 0
En un circuito en serie
(supongamos resistencias en serie conectadas a una fuente se tensión (una batería),
la suma de las tensiones en todo el circuito debe de ser cero. Ver gráfico.
Fuente (5V) - (VR1 + VR2 + VR3) = 0
Donde:
- Fuente (5V) --> aumento de
tensión
- (VR1 + VR2 + VR3) --> suma
de caídas de tensión
Con la ayuda de este conocimiento
se puede obtener el valor de tensión en cualquier resistencia que esté en un
camino cerrado.
Se puede ver con ayuda de los
datos que se presentan en el gráfico.
5V = 2V + 2.5V + 0.5V ó
5V - (2V + 2.5V + 0.5V) = 0
Circuitos con dos fuentes o más.
Algunas veces en los circuitos
serie hay más de dos fuentes de tensión y no es fácil saber en que sentido
circula la corriente.
En este caso se supone que la corriente
circula en un sentido y se hace el análisis.
Si la corriente que se obtiene
tiene signo negativo significa que la suposición que se tomó estaba equivocada.
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