Ley de Corriente de Kirchhoff y Ley de Voltaje de Kirchhoff
Existen algunas relaciones simples entre las corrientes y los voltajes de diferentes ramas de un circuito eléctrico. Estas relaciones se determinan por algunas leyes básicas conocidas como leyes de Kirchhoff o más específicamente leyes de corriente y voltaje de Kirchhoff. Estas leyes son muy útiles para determinar la resistencia eléctrica equivalente o impedancia (en el caso de CA) de una red compleja y las corrientes que fluyen en las diversas ramas de la red. Estas leyes fueron derivadas por primera vez por Gustav Robert Kirchhoff y, por lo tanto, también se les conoce como leyes de Kirchhoff.
Ley de corriente de Kirchhoff
En un circuito eléctrico, la corriente fluye racionalmente como cantidad eléctrica.
Al considerar el flujo de corriente como flujo de cantidad, en cualquier punto del circuito, la corriente total que entra es exactamente igual a la corriente total que sale del punto. El punto puede ser considerado en cualquier lugar del circuito.
Supongamos que el punto está en el conductor a través del cual fluye la corriente, entonces la misma corriente cruza el punto, lo que alternativamente se puede decir que la corriente que entra en el punto, saldrá del punto. Como dijimos, el punto puede estar en cualquier lugar del circuito, por lo que también puede ser un punto de unión en el circuito.
Por lo tanto, la cantidad total de corriente que entra en el punto de unión debe ser exactamente igual a la cantidad total de corriente que sale del punto de unión. Esto es algo muy básico sobre el flujo de corriente y, afortunadamente, la Ley de corriente de Kirchhoff dice lo mismo. La ley también se conoce como Primera Ley de Kirchhoff y esta ley establece que, en cualquier punto de unión en el circuito eléctrico, la suma de todas las corrientes de las ramas es cero. Si consideramos todas las corrientes que entran en la unión como corrientes positivas, entonces la convención de todas las corrientes de las ramas que salen de la unión son negativas. Ahora, si sumamos todas estas corrientes con signos positivos y negativos, obviamente, obtendremos un resultado de cero.
La forma matemática de la Ley de corriente de Kirchhoff es la siguiente,
Tenemos una unión donde se encuentran n número de ramas.
Digamos,
Las corrientes en las ramas 1, 2, 3 …. m están entrando a la unión.
Mientras que las corrientes en las ramas
están saliendo de la unión.
Entonces, las corrientes en las ramas 1, 2, 3 …. m pueden considerarse como positivas según la convención general y, de manera similar, las corrientes en las ramas
pueden considerarse como negativas.
Por lo tanto, todas las corrientes de las ramas en relación con la unión mencionada son –
Ahora, la suma de todas las corrientes en la unión es-
Esto es igual a cero según la Ley de corriente de Kirchhoff.
Por lo tanto,
La forma matemática de la Primera Ley de Kirchhoff es ∑ I = 0 en cualquier unión de la red eléctrica.
Presentación en video de la Ley de corriente de Kirchhoff – Teoría básica
Ley de voltaje de Kirchhoff
Esta ley trata sobre las caídas de voltaje en varias ramas de un circuito eléctrico. Piensa en un punto en un bucle cerrado en un circuito eléctrico. Si alguien va a cualquier otro punto en el mismo bucle, encontrará que el potencial en ese segundo punto puede ser diferente al primer punto. Si continúa yendo a algún punto diferente en el bucle, puede encontrar un potencial diferente en esa nueva ubicación. Si sigue avanzando a lo largo de ese bucle cerrado, finalmente llegará al punto inicial desde donde comenzó el viaje. Eso significa que vuelve al mismo punto de potencial después de atravesar diferentes niveles de voltaje. Se puede decir alternativamente que la ganancia neta de voltaje y las caídas netas de voltaje a lo largo de un bucle cerrado son iguales. Eso es lo que establece la Ley de voltaje de Kirchhoff. Esta ley también se conoce como Segunda Ley de Kirchhoff.
Si consideramos un bucle cerrado convencionalmente, si consideramos que todas las ganancias de voltaje a lo largo del bucle son positivas, entonces todas las caídas de voltaje a lo largo del bucle deben considerarse como negativas. La suma de todos estos voltajes en un bucle cerrado es igual a cero. Supongamos que n números de elementos conectados en serie forman un bucle cerrado. Entre estos elementos de circuito, m número de elementos son fuentes de voltaje y n – m número de elementos caen voltaje, como resistencias.
Los voltajes de las fuentes son
Y las caídas de voltaje a través de las resistencias respectivamente,
Como se ha dicho que la ganancia de voltaje convencionalmente se considera como positiva, y las caídas de voltaje se consideran como negativas, los voltajes a lo largo del bucle cerrado son –
Ahora, según la Ley de voltaje de Kirchhoff, la suma de todos estos voltajes resulta en cero.
Por lo tanto, según la Segunda Ley de Kirchhoff, ∑V = 0.
Aplicación de las leyes de Kirchhoff a los circuitos
