Leyes de Kirchhoff

Las leyes de Kirchhoff son dos igualdades que se basan en la conservación de la energía y la carga en los circuitos eléctricos. Fueron descritas por primera vez en 1845 por Gustav Kirchhoff. Son ampliamente usadas en ingeniería eléctrica. Veamos que invento mi tocayo Gustavo. je

Ley de corrientes de Kirchhoff 

Ley de nodos o primera ley de Kirchhoff dice:

En cualquier nodo, la suma de las corrientes que entran en ese nodo es igual a la suma de las corrientes que salen. De forma equivalente, la suma de todas las corrientes que pasan por el nodo es igual a cero

La corriente que pasa por un nodo es igual a la corriente que sale del mismo. i1 + i4 = i2 + i3

La ley se basa en el principio de la conservación de la carga donde la carga en couloumbs es el producto de la corriente en amperios y el tiempo en segundos.

Ley de tensiones de Kirchhoff

Esta ley es llamada también Segunda ley de Kirchhoff, ley de lazos de Kirchhoff o ley de mallas de Kirchhoff dice:

En un lazo cerrado, la suma de todas las caídas de tensión es igual a la tensión total suministrada. De forma equivalente, la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico en un lazo es igual a cero.

Ley de tensiones de Kirchhoff, en este caso v4= v1+v2+v3.

Esta ley se basa en la conservación de un campo potencial de energía. Dado una diferencia de potencial, una carga que ha completado un lazo cerrado no gana o pierde energía al regresar al potencial inicial.

 La validez de esta ley puede explicarse al considerar que una carga no regresa a su punto de partida, debido a la disipación de energía. Una carga simplemente terminará en el terminal negativo, en vez de el positivo. Esto significa que toda la energía dada por la diferencia de potencial ha sido completamente consumida por la resistencia, la cual la transformará en calor.

En resumen, la ley de tensión de Kirchhoff no tiene nada que ver con la ganancia o pérdida de energía de los componentes electrónicos (Resistores, capacitores, etc. ). Es una ley que está relacionada con el campo potencial generado por fuentes de tensión. En este campo potencial, sin importar que componentes electrónicos estén presentes, la ganancia o pérdida de la energía dada por el campo potencial debe ser cero cuando una carga completa un lazo.

Saludos Profe Dany Gustavo

Resistencias Serie y Paralelo

RESISTENCIA EN SERIE

La resistencia en serie es simplemente conectar la “salida” de una resistencia a la “entrada” de otra en un circuito. Cada resistencia adicional colocada en un circuito se agrega a la resistencia total de dicho circuito.
La formula para calcular el total de un número “n” resistencias en serie es (Resistencia equivalente):
     Rt = R1+R2+....Rn
Esto es, todas las resistencias en serie simplemente se suman. Por ejemplo:

SI.. TENGO LOS VALORES:

 R1=10 K           R2=20K          R3=30K

EN SERIE SUMO TODO...

RT= 10K+20K+30K

Rt= 60K

Por lo que reemplazo las 3 resistencias por una sola equivalente... Rt (t=Total)

Si el circuito es muy largo o combinado, lo que hacemos es ir de a pasos, siempre del lado mas fácil  generalmente el opuesto a la fuente, y si no hago la resolución de la resistencia total, coloco en numero bajo las resistencias que estoy resolviendo...

Por ejemplo R123=R1+R2+R3

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RESISTENCIA EN PARALELO

Las resistencias en paralelo ocurren cuando la “entrada” de dos o más resistencias están unidos, y las “salidas” están unidas. (Las dos manitos de la resistencia bailan tomadas de las manitos de la otra resistencia...)
Hay dos formas de resolverlo...
te cuento la mas difícil... que no suelo usar...


La ecuación para calcular el total de resistencias “n” en paralelo es:
Req = 1/{(1/R1)+(1/R2)+(1/R3)..+(1/Rn)}
Aquí hay un ejemplo, dadas R1 = 20Ω, R2 = 30Ω, y R3 = 30Ω.

La resistencia total equivalente de los 3 resistencia es en paralelo es:
Req = 1{(1/20)+(1/30)+(1/30)}

Req = 1/{(3/60)+(2/60)+(2/60)}

Req = 1/(7/60)=60/7 Ω = aproximadamente 8.57Ω.

Ahora bien, la otra opción que es la que recomiendo, es mas fácil para cuando son 2 resistencias...
R12 = (R1*R2) / (R1+R2)
Si tengo varias resistencias... tendré que repetir el proceso usando el resultado y aplicando la formula con otra resistencia...
por ejemplo si a las anteriores tendría una tercer resistencia en paralelo... una R3
seria, RT= (R3*R12) / (R3+R12)
A mi gusto es mas fácil... en la otra hay que sacar común denominador y dar vuelta muchas veces los números...

Circuitos combinados, Serie y Paralelos

Son una red combinada es una combinación de circuitos en serie y paralelo conectados juntos formando lo que se llama “resistencia equivalente en paralelo”.
Por ejemplo

Primero denotaremos resistencias equivalentes en paralelo con “p”. Utilizaremos dos barras paralelas "||" para decir “en paralelo con”.
Calcula los valores en paralelo. Define y calcula las 2 resistencias equivalentes en paralelo del circuito, "Rp1" y "Rp2" de la siguiente manera:
Rp1 = R3||R4 = 1/{(1/20)+(1/20)} = 1/(2/20)= 20/2 = 10 Ω
Rp2 = R5||R6 = 1/{(1/40)+(1/10)} = 1/(5/40) = 40/5 = 8 Ω


Saludos... Profe Dany

Circuitos Serie y Paralelo

Definimos la corriente eléctrica como el paso de electrones que se transmiten a través de un conductor  en un tiempo determinado.

Para determinar el paso de corriente a través de un conductor en función de la oposición que ofrecen los materiales al paso de los electrones se utiliza la siguiente ley:

Ley de Ohm. La corriente eléctrica es directamente proporcional al voltaje e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica.

donde  I es la corriente eléctrica, V la diferencia de potencial y R la resistencia eléctrica.

Esta expresión toma una forma mas formal cuando se analizan las ecuaciones de Maxwell, sin embargo puede ser una buena aproximación para el análisis de circuitos de corriente continua.

Los casos que se presentan a continuación tienen como finalidad última construir diagramas serie como el que se ha presentado.

Circuitos serie:

Se define un circuito serie como aquel circuito en el que la corriente eléctrica solo tiene un solo camino para llegar al punto de partida, sin importar los elementos intermedios. En el caso concreto de solo arreglos de resistencias la corriente eléctrica es la misma en todos los puntos del circuito.

Circuitos Paralelo:

Se define un circuito paralelo  como aquel circuito en el que la corriente eléctrica se  bifurca en cada nodo. Su característica mas importante es el hecho de que el potencial en cada elemento del circuito tienen la misma diferencia de potencial.

Circuito Mixto

Es una combinación de elementos tanto en serie como en paralelos. Para la solución de estos problemas se trata de resolver primero todos los elementos que se encuentran en serie y en paralelo para finalmente reducir a la un circuito puro, bien sea en serie o en paralelo.