Lei de Corrente de Kirchhoff e Lei de Tensión de Kirchhoff
Existen algunhas relacións simples entre correntes e voltaxes de diferentes ramas dunha circuíto eléctrico. Estas relacións determinanse por algúns leis básicas coñecidas como leis de Kirchhoff ou, máis especificamente, Leis de Corrente e Voltaxe de Kirchhoff. Estas leis son moi útiles para determinar a resistencia eléctrica equivalente ou impedancia (no caso de corrente alternada) dunha rede complexa e as correntes que circulan nas diversas ramas da rede. Estas leis foron derivadas primeiro por Gustav Robert Kirchhoff e, polo tanto, tamén se lles chama Leis de Kirchhoff.
Lei da Corrente de Kirchhoff
Nun circuíto eléctrico, a corrente fluye racionalmente como unha cantidade eléctrica.
Como o fluxo de corrente considerase como o fluxo de cantidade, en calquera punto do circuíto, a corrente total que entra é exactamente igual á corrente total que sae do punto. O punto pode ser considerado en calquera lugar do circuíto.
Supóñase que o punto está nun conductor a través do cal fluye a corrente, entón a mesma corrente cruza o punto, o que pode dicirse alternativamente que a corrente que entra no punto, sairá do punto. Como dissemos, o punto pode estar en calquera lugar do circuíto, polo que tamén pode ser un punto de xunción no circuíto.
Por tanto, a cantidade total de corrente que entra no punto de xunción debe ser exactamente igual á cantidade total de corrente que sae do punto de xunción. Esta é a cousa máis básica sobre o fluxo de corrente e, afortunadamente, a Lei da Corrente de Kirchhoff di o mesmo. A lei tamén é coñecida como Primeira Lei de Kirchhoff e esta lei afirma que, en calquera punto de xunción nun circuíto eléctrico, a suma de todas as correntes de rama é cero. Se consideramos todas as correntes que entran na xunción como correntes positivas, entón a convención de todas as correntes de rama que saen da xunción son negativas. Agora, se sumamos todas estas correntes con signo positivo e negativo, obviamente, obteremos un resultado de cero.
A forma matemática da Lei da Corrente de Kirchhoff é a seguinte,
Temos unha xunción onde n número de rachas se xuntan xuntas.
Sexa,
As correntes nas ramas 1, 2, 3 …. m están entrando na xunción.
En cambio, as correntes nas ramas
están saindo da xunción.
Así, as correntes nas ramas 1, 2, 3 …. m poden considerarse como positivas segundo a convención xeral e, de xeito semellante, as correntes nas ramas
poden considerarse como negativas.
Por tanto, todas as correntes de rama en relación co dito punto de xunción son –
Agora, a suma de todas as correntes no punto de xunción é -
Isto é igual a cero segundo a Lei da Corrente de Kirchhoff.
Por tanto,
A forma matemática da Primeira Lei de Kirchhoff é ∑ I = 0 en calquera punto de xunción dunha rede eléctrica.
Presentación en Vídeo da Lei da Corrente de Kirchhoff – Teoría Básica
Lei da Voltaxe de Kirchhoff
Esta lei trata dos caídas de voltaxe en varias ramas dun circuíto eléctrico. Pensa en un punto nun bucle pechado nun circuíto eléctrico. Se alguén vai a calquera outro punto no mesmo bucle, atopará que o potencial nese segundo punto pode ser diferente do primeiro punto. Se segue a ir a algún punto diferente no bucle, pode atopar un potencial diferente nese novo lugar. Se segue a avanzar ao longo desse bucle pechado, finalmente chegará ao punto inicial dende o que comezou o percorrido. Isso significa que volvé ao mesmo punto de potencial tras cruzar diferentes niveis de voltaxe. Pode dicirse alternativamente que a ganancia neta de voltaxe e as caídas neta de voltaxe ao longo dun bucle pechado son iguais. Eso é o que afirma a Lei da Voltaxe de Kirchhoff. Esta lei tamén é coñecida como Segunda Lei de Kirchhoff.
Se consideramos un bucle pechado convencionalmente, se consideramos todas as ganancias de voltaxe ao longo do bucle como positivas, entón todas as caídas de voltaxe ao longo do bucle deben considerarse como negativas. A suma de todos estes voltaxes nun bucle pechado é igual a cero. Supoñamos que n números de elementos conectados de espalda a espalda forman un bucle pechado. Entre estes elementos de circuito, m número de elementos son fuentes de voltaxe e n – m número de elementos caen voltaxe, como resistores.
Os voltaxes das fuentes son
E as caídas de voltaxe nos resistores respectivamente,
Como se di que a ganancia de voltaxe convencionalmente considerase como positiva, e as caídas de voltaxe como negativas, os voltaxes ao longo do bucle pechado son –
Agora, segundo a Lei da Voltaxe de Kirchhoff, a suma de todos estes voltaxes resulta en cero.
Por tanto, segundo a Segunda Lei de Kirchhoff, ∑V = 0.
Aplicación das Leis
