Leyes de kirchhoff formulas

Calculadora de la ley de Kirchhoff

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Las leyes de los circuitos de Kirchhoff son dos igualdades que tratan de la corriente y la diferencia de potencial (comúnmente conocida como tensión) en el modelo de elementos fijos de los circuitos eléctricos. Fueron descritas por primera vez en 1845 por el físico alemán Gustav Kirchhoff[1], que generalizó el trabajo de Georg Ohm y precedió al de James Clerk Maxwell. Ampliamente utilizadas en ingeniería eléctrica, también se denominan reglas de Kirchhoff o simplemente leyes de Kirchhoff. Estas leyes pueden aplicarse en los dominios del tiempo y la frecuencia y constituyen la base del análisis de redes.

Las dos leyes de Kirchhoff pueden entenderse como corolarios de las ecuaciones de Maxwell en el límite de baja frecuencia. Son precisas para los circuitos de corriente continua y para los de corriente alterna a frecuencias en las que las longitudes de onda de la radiación electromagnética son muy grandes en comparación con los circuitos.

Ley de la corriente de Kirchhoff

Acabamos de ver que algunos circuitos pueden analizarse reduciendo un circuito a una sola fuente de tensión y una resistencia equivalente. Muchos circuitos complejos no pueden ser analizados con las técnicas serie-paralelo desarrolladas en las secciones anteriores. En esta sección, desarrollamos el uso de las reglas de Kirchhoff para analizar circuitos más complejos. Por ejemplo, el circuito de la Figura \ (\PageIndex{1}\) se conoce como un circuito multibucle, que consiste en uniones. Una unión, también conocida como nodo, es una conexión de tres o más cables. En este circuito no se pueden utilizar los métodos anteriores, porque no todas las resistencias están en configuraciones claras en serie o en paralelo que puedan reducirse. Pruébalo. Las resistencias \ (R_1\) y \ (R_2\) están en serie y se pueden reducir a una resistencia equivalente. Lo mismo ocurre con las resistencias \(R_4\) y \(R_5\). ¿Pero qué se hace entonces?

  Formula oxido de cobalto

Aunque este circuito no se puede analizar con los métodos ya aprendidos, se pueden utilizar dos reglas de análisis de circuitos para analizar cualquier circuito, simple o complejo. Las reglas se conocen como reglas de Kirchhoff, en honor a su inventor Gustav Kirchhoff (1824-1887).

Fórmula del divisor de tensión

¡Funciona! Las resistencias calientan la punta de los dedos convirtiendo la energía eléctrica en energía térmica. En este caso, la energía térmica no se desperdicia (a diferencia de lo que ocurre en una bombilla). Para saber cuánta energía se convierte cada segundo, primero tenemos que determinar la caída de tensión y la corriente de cada elemento.

Un esquema de circuito es una representación abstracta de la configuración eléctrica de un circuito, pero no necesariamente de su disposición física. Uno de sus propósitos es permitirle resolver cantidades desconocidas. Por esta razón, un esquema de circuito suele dibujarse con mucho espacio para las etiquetas y con conexiones que se encuentran en ángulos rectos.

  Formula del porcentaje en masa

En el resto de esta página, aprenderás las leyes fundamentales que gobiernan el voltaje y la corriente en un circuito y cómo aplicarlas junto con la ley de Ohm para resolver todas las caídas de voltaje y corrientes en el circuito.

La ley de KVL es cierta porque las subidas y bajadas de tensión se definen como ganancias y pérdidas, respectivamente, de energía potencial eléctrica de una carga de $+1texto{C}$. Dado que un bucle comienza y termina en el mismo lugar, las ganancias y pérdidas alrededor del bucle deben equilibrarse de acuerdo con la conservación de la energía. Por lo tanto, la suma de las subidas de tensión encontradas alrededor de la espira es igual a la suma de las caídas de tensión alrededor de la misma espira.

Fórmula de la ley de la corriente de Kirchhoff

En la sección anterior sobre Resistencias en Serie y en Paralelo, construimos mucha intuición sobre cómo pensar en la corriente y el voltaje en un circuito. (Si no has leído esa sección, vuelve a hacerlo ahora).

En esta sección sólo nos ocupamos de cómo escribir estas ecuaciones. En otras secciones, incluyendo la sección de Sistemas de Ecuaciones del capítulo anterior, discutiremos cómo resolver esas ecuaciones una vez escritas.

  Formula de las poleas

Bajo el Modelo de Elementos Agrupados, la carga no puede ser almacenada en ningún nodo del esquema, así que si la carga fluye fuera de un elemento en el nodo A, la misma cantidad de corriente debe fluir instantáneamente en la terminal de un elemento conectado en el nodo A.

Como intuición de por qué esto debe ser cierto, recuerde que los electrones no pueden entrar o salir del sistema en cualquier lugar (no hay “fugas”), y los electrones no pueden “apilarse” en cualquier lugar porque se repelen entre sí.

La dirección de la corriente también es importante: tenemos que definir las corrientes con flechas que entran o salen y etiquetarlas cuidadosamente. (Discutiremos esto más en la siguiente sección, Etiquetado de voltajes, corrientes y nodos).

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