<p>Ley de Kirchhoff: Un físico alemán, Gustav Kirchhoff, desarrolló dos leyes que permiten un fácil análisis de la interconexión de cualquier número de elementos del circuito. La primera ley trata del flujo de corriente y se conoce popularmente como Ley de corriente de Kirchhoff (KCL) mientras que el segundo trata de la caída de tensión en una red cerrada y se conoce como Ley de voltaje de Kirchhoff (KVL).
La KCL establece que la suma de la corriente en una unión sigue siendo cero y, de acuerdo con la KVL, la suma de la fuerza electromotriz y las caídas de tensión en un circuito cerrado sigue siendo cero.
Al aplicar el KCL, la corriente de entrada se toma como positiva y la corriente de salida se toma como negativa. De manera similar, al aplicar KVL, el aumento de potencial se toma como positivo y la caída de potencial se toma como negativa.
El KVL y el KCL ayudan a encontrar la resistencia eléctrica análoga y las impedancias del sistema complejo. También determina la corriente que fluye a través de cada ramal de la red.
Las dos leyes se describen a continuación.
Índice de contenidos
Ley de corriente de Kirchhoff
Ley de corriente de Kirchhoff establece que “la suma algebraica de todas las corrientes en cualquier punto de nodo o unión de un circuito es cero”.
Σ yo = 0
Considerando la figura anterior según la Ley de corriente de Kirchhoff:
i1 + i2 – i3 – i4 – i5 + i6 = 0 ……… (1)
La dirección de las corrientes entrantes a un nodo se toma como positiva, mientras que las corrientes salientes se toman como negativas. También se puede tomar lo contrario, es decir, la corriente de entrada como negativa o la de salida como positiva. Depende de tu elección.
La ecuación (1) también se puede escribir como:
i1 + i2 + i6 = i3 + i4 + i5
Suma de corrientes entrantes = Suma de corrientes salientes
De acuerdo con la Ley de corriente de Kirchhoffla suma algebraica de las corrientes que ingresan a un nodo debe ser igual a la suma algebraica de las corrientes que salen del nodo en una red eléctrica.
Ley de voltaje de Kirchhoff
Ley de voltaje de Kirchhoff establece que la suma algebraica de los voltajes (o caídas de voltaje) en cualquier camino cerrado de una red que sea transversal en una sola dirección es cero. En otras palabras, en un circuito cerrado, la suma algebraica de todos los EMF y la suma algebraica de todas las caídas de voltaje (producto de la corriente (I) y la resistencia (R)) es cero.
Σ mi + Σ V = 0
La figura anterior muestra un circuito cerrado también denominado malla. Según la ley de voltaje de Kirchhoff:
Aquí, la corriente supuesta I provoca una caída de voltaje positiva cuando fluye del potencial positivo al negativo, mientras que el potencial negativo cae cuando la corriente fluye del potencial negativo al positivo.
Considerando la otra figura que se muestra a continuación y asumiendo la dirección de la corriente i
Por lo tanto,
Se ve que el voltaje V1 es negativo tanto en la ecuación (2) como en la ecuación (3) mientras que V2 es negativo en la ecuación (2) pero positivo en la ecuación (3). Esto se debe al cambio en la dirección de la corriente supuesta en ambas figuras.
En la figura A, la corriente tanto en la fuente V1 como en V2 fluye de polaridad negativa a positiva, mientras que en la figura B la corriente en la fuente V1 es de negativa a positiva pero para V2 es de polaridad positiva a negativa.
Para las fuentes dependientes en el circuito, también se puede aplicar KVL. En el caso del cálculo de la potencia de cualquier fuente, cuando la corriente ingresa a la fuente, la potencia es absorbida por las fuentes mientras que la fuente entrega la potencia si la corriente sale de la fuente.
Es importante conocer algunos de los términos utilizados en el circuito al aplicar KCL y KVL como nodo, unión, rama, bucle, malla. Se explican con la ayuda de un circuito que se muestra a continuación:
Nodo
Un nodo es un punto en la red o circuito donde se unen dos o más elementos del circuito. Por ejemplo, en el diagrama de circuito anterior, A y B son los puntos de nodo.
Unión
Un cruce es un punto en la red donde se unen tres o más elementos del circuito. Es un punto donde se divide la corriente. En el circuito anterior, B y D son las uniones.
Rama
La parte de una red que se encuentra entre los dos puntos de unión se denomina Rama. En el circuito anterior, DAB, BCD y BD son las ramas del circuito.
Lazo
Un camino cerrado de una red se llama bucle. ABDA, BCDB son bucles en el diagrama de circuito que se muestra arriba.
Malla
La forma más elemental de un bucle que no se puede dividir más se llama malla.
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