Leyes

LEYES DE KIRCHOFF
Entendemos por Nodo en un circuito, un punto donde confluyen tres o más conductores. Por los conductores que concurren al Nodo circula corriente, y no hay acumulación de carga. Si hay portadores de carga (como los electrones) que se mueven hacia el Nodo, tiene que estar alejándose de este otro número igual de portadores . En la figura si designamos como positivas lascorrientes que se dirigen hacia el nodo y como negativas las corrientes que se alejan de él, se tendrá que,
I1 + I5 - I2 - I3 - I4 = 0
Como la carga no se acumula ni se pierde en los nodos (es decir, la carga debe salir del nodo mediante las corrientes con la misma rapidez con que llega a él) podemos enunciar,
PRIMERA LEY DE KIRCHOFF :en cualquier nodo la suma algebraica de las corrientes debe valercero. Es decir,
0=ΣiiI
Para la suma algebraica tomamos como positivas las corrientes que llegan al nodo y negativas las que salen de él (esto es arbitrario, pues se puede utilizar la convención contraria, y como se trata de una ecuación igualada a cero, se obtiene el mismo resultado). Esta ley es una consecuencia directa de la conservación de la carga, y se puede ilustrar con el circuito de lafigura, en el cual hay dos nodos: b y d.
Cuando se analizan circuitos eléctricos los cuales contienen una sola fuente de potencial, resulta muy práctico aplicar los conceptos de la ley de Ohm y propiedades de los circuitos con dos o más fuentes de potencial eléctrico a la vez, el análisis se complica y no son aplicables dichos conceptos. Este tipo de circuitos se resuelven precisamente mediantela aplicación de leyes de KIRCHHOFF.

Kirchhoff fue un físico que desarrollo investigaciones sobre métodos para resolver circuitos eléctricos con varias baterías; del análisis de dichos circuitos y del desarrollo de experimentos en laboratorio dedujo varios conceptos teóricos requeridos en el análisis de los circuitos eléctricos, los que para ser indicados se harán auxiliándose del circuito dela Fig. 2.12.

Fig. 2.12 Circuito eléctrico con varias fuentes de voltaje

De sus resultados experimentales Kirchhoff concluyo con los siguientes conceptos de NODO, MALLA, RAMA con sus correspondientes enunciados y dos leyes, las que posteriormente se les llamo Leyes de Kirchoff.

NODO: Es el punto que une o en el que coinciden tres o mas ramas.
En el circuito se observan los nodos A y B.RAMA: Es el conjunto de elementos eléctricos conectados en serie y que se encuentran en una misma trayectoria entre dos nodos, para el circuito hay tres ramas.

MALLA: Es el conjunto de elementos eléctricos que integran una trayectoria cerrada del circuito; en el caso del circuito mostrado hay tres mallas.

Kirchhoff analizo los circuitos considerando como premisas a dos variables: lacorriente (Ii) y la diferencia de potencial (Vi) en cada elemento de las ramas. Con relación a las corrientes les asigno un sentido para cada una de las ramas del circuito, considerando positivas a las corrientes que entran al NODO y negativas aquellas corrientes que salen del nodo, y aplico el principio fundamental de conservación de la carga eléctrica, concluyendo con el primer enunciado o primeraley de Kirchhoff la cual establece que:

“La suma algebraica de las corrientes que entran o salen de un nodo es igual a cero” esta ley se puede representar mediante la ecuación 2.24

….............……………………………………………………………...................... (2.24)

Para el estudio de las caídas de potencial Kirchoff analizo las ramas que constituyen una malla, y para ello fijo un sentido de recorrido de lamalla. En este análisis fue necesario fijar ciertas consideraciones que lo llevaron a concluir con los siguientes enunciados:

a)Cuando el sentido de la corriente coincide con el sentido de la malla al pasar por una resistencia, entonces hay una caída de voltaje o tensión determinado por (I R) cuyo producto se toma con signo “menos”.
b)Cuando el sentido de recorrido de la malla es contrario...