ley de Kirchhoff


1. OBJETIVO:

Verificar que las resistencias se oponen al paso de corriente eléctrica.
Verificar experimentalmente las leyes de Kirchhoff.

2. FUNDAMENTO TEORICO:
2.1 Resistencia eléctrica:
El concepto de resistencia eléctrica está relacionado con la resistencia de materiales conductores y materiales aislantes y del hecho de que no todos los materiales conducen con igualfacilidad de corriente eléctrica. Es decir, unos ofrecen más resistencias a su paso que otros.












Cuando entre los extremos de una resistencia (Figura 1. ) se establece una diferencia de potencial (Voltaje)V, aparece a través del mismo una corriente eléctrica I que depende del valor de la resistencia (dimensiones de la resistencia y material del cual está hecho)

2.2 Leyes deKirchhoff:
La primera ley, o ley de las corrientes o nodos, establece que la suma algebraica de las corrientes que pasan por un nodo es cero. Se asume que las corrientes que entran de un nodo son positivas mientras las que salen, negativas, o viceversa (Ver figura 2). Esta ley es consecuencia de la conservación de la carga.
Figura. 2

Recordando que el experimento de la ley de Ohm se mencionóque un nodo es cualquier punto de un circuito en donde están conectados por lo menos dos elementos básicos. En figura 2 hay un nodo con seis ramas. En cada rama hay un elemento básico de circuito, aunque estos no están incluidos en la figura. En este nodo hay seis elementos de circuito conectados entre sí. La primera ley de Kirchhoff, establece que la suma algebraica de las seis corrientes escero, es decir,

Note que las corrientes que entran al nodo son positivas y las que salen, negativas. También se podría cambiar esta convención y decir, que las que entran son negativas y las que salen, positivas. Lo que no se puede hacer es asumir que todas tienen el mismo signo, independientemente de si entran o salen
La segunda ley, o ley de los voltajes o mallas, establece que la sumaalgebraica de las diferencias de potencial alrededor de una de una mallas cerrada es cero. Se asume que las subidas de voltaje son positivas mientras que las caídas, negativas, o viceversa. Ver Figura (3). Esta ley es consecuencia de la conservación de la energía.
Para aplicar esta ley en este circuito, se escoge cualquier punto en la malla y se la recorre en el sentido horario, pasando porcada uno de los elementos, hasta llegar al mismo punto donde se empezó. Note que hemos escrito la polaridad de cada elemento, así podemos saber si al recorrerlas se tienen caídas o subidas de potencial. La batería, cuya diferencia de potencial es V, provee un “desnivel” eléctrico cuya altura máxima está en su terminal positivo, el cual entrega corriente al circuito. Esta fluye “bajando” haciael negativo de la batería, que está al nivel eléctrico mínimo.










Figura.3
En cada resistencia el signo positivo identifica su terminal al más alto nivel. Suponiendo que A es el punto inicial y que recorremos la malla en el sentido de la manecillas del reloj, entonces, la segunda ley de Kirchhoff implica que,


Los voltajes a través de la resistencia tienen signonegativo porque, al recorrerlas siguiendo la malla, empezamos por su nivel más alto, por lo tanto se trata de caídas de potencial. En cambio, cuando recorremos la batería, empezamos por su lado negativo así que terminamos en el positivo , es más alto, por lo que se trata de una subida, la cual es positiva, según la convención por supuesto que se puede haber escogido las caídas positivas y lassubidas negativas . El resultadohubiera sido el mismo. Lo que no se puede hacer es asignar el mismo signo a caídas y subidas. También se pudo haber recorrido la malla en contra de las manecillas del reloj, sin alterar el resultado final. Como este es un ejemplo arbitrario, pudiendo haber tenido más o menos resistencias, el hecho de tener seis no significa nada especial. También se podía haber tenido...