5 septiembre, 2014
Primera ley de Kirchhoff
La primera ley de Kirchhoff, ley de nodos o ley para la corriente proviene de la conservación de la carga y dice quela suma de las corrientes que llegan a un nodo es cero; es decir, que el total de corriente que entra es igual al total de la corriente que sale del nodo.
Reforzando y utilizando la matemática podemos decir que:“la suma algebraica de todas las corrientes de cualquier nodo de un circuito es igual a cero”.
Por ejemplo, podemos ver que un nodo A se extiende a lo largo de toda la parte superior de un circuito. Esto se debe a que cualquier segmento de línea continuo en un circuito debe interpretarse siempre como una conexión de resistencia nula, dado que no hay ninguna caída de potencial.
También puede establecerse desde un punto de vista eléctrico que en un nodo solo puede fijarse una única tensión, mientras que por una rama siempre circula una única corriente.
Ahora podemos reforzar la idea de malla como un lazo cerrado. Comenzando en un nodo cualquiera, se establece un lazo cerrado al ir uniendo distintas ramas de un circuito, y llegar al nodo de partida sin haber pasado más de una vez por cualquier nodo intermedio.
En términos generales entenderemos que, cuando hablamos de resolver un circuito, estamos diciendo que queremos determinarla tensión y la corriente de cada rama. Por lo tanto, debemos definir antes las ramas (y en consecuencia los nodos), y en cada una de ellas la tensión con su polaridad y la corriente con su sentido. La tensión y la corriente de cada rama pueden tener un valor, pero, si consideramos que puede estar constituida por varios elementos, no implica que la tensión o la corriente de algún elemento en particular sean iguales a los medidos en la rama.
De otra forma, la corriente y la tensión en un elemento de la rama no coinciden, en general, con la tensión y corriente dela rama, salvo que sea un elemento único.
Segunda ley de Kirchhoff
En la primera ley estudiamos las corrientes de un circuito eléctrico, ahora nos dedicaremos a las tensiones, usando como herramienta el concepto de mallas.
La segunda ley de Kirchhoff o ley de mallas establece quela suma de caídas de potencial a lo largo de una malla debe coincidir con la suma de fuerzas electromotrices (de los elementos activos) a lo largo de ella.
Reforzando la idea y utilizando la matemática, diremos que:“la suma algebraica de todas las tensiones a lo largo de cualquier lazo cerrado en un circuito es igual a cero”.
Si no hubiera elementos activos, la suma de potenciales a lo largo de un recorrido cerrado es cero, lo cual está ligado al carácter conservativo del campo eléctrico.
Para su aplicación es preciso previamente asignar un sentido de recorrido a las mallas y dar algún convenio de signos. Recordemos que, antes de analizar un circuito, conviene proceder a su simplificación cuando se encuentran asociaciones de elementos en serie o en paralelo.
Por ejemplo, podemos encontrarnos en un caso donde se presente una asociación de resistencias en serie.
Se dice que varios elementos están en serie cuando se encuentran todos en la misma rama y, por tanto, atravesados por la misma corriente. Si los elementos en serie son resistencias, ya se ha visto que pueden sustituirse, independientemente de su ubicación y número, por una sola resistencia suma de todas las componentes.
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