Dentro del mundo de la electrónica y la electricidad, existen diferentes leyes y principios que explican el comportamiento de cualquier circuito. Una de las leyes mas básicas pero de mucha importancia es la ley de voltaje de Kirchhoff, ya que nos sirve para el análisis y diseño de los circuitos eléctricos. En este articulo te explicaremos de que trata esta ley y algún ejemplo de como se aplica.
Tabla de contenido
¿Qué dice la ley de voltaje de Kirchhoff?
La segunda ley Kirchhoff o también conocida como ley de voltaje (LVK) establece que la suma algebraica de las caídas de voltaje de un circuito cerrado es igual a cero. O explicada en palabras mas sencillas, dice que la suma de todas las caídas de voltaje debe de ser igual al voltaje de entrada. Si nos damos cuenta podemos notar que esta ley se basa en el principio de la conservación de la energía, ya que la energía total suministrada a un circuito debe ser igual a la energía total consumida
Conceptos importantes para entender la ley de voltaje de Kirchhoff
Teóricamente esta ley es bastante sencilla de comprender, pero existen algunos conceptos que son indispensables de conocer para poder aplicarla. Dentro de los conceptos nos encontramos con:
Circuito cerrado
Un circuito cerrado se puede traducir como una serie de componentes que están unidos entre si para hacer algún tipo de funcionamiento en especifico. Cabe mencionar que estos deben de estar conectados de forma que la corriente pueda fluir desde el polo positivo hasta el polo negativo de una fuente de alimentación o de voltaje. En el caso de corriente alterna debe de ser desde la fase hasta el neutro.
Circuito abierto
Un circuito abierto ocurre cuando por alguna razón la corriente deja de fluir desde el polo positivo al negativo. Ya sea por un componente dañado, un interruptor abierto, un cable en mal estado e incluso que haya entrado un componente protección para abrir el circuito de manera
Malla eléctrica
Una malla eléctrica es la ramificación de un circuito que cierra el camino de la corriente, por lo que todos los componentes que se encuentren dentro de esta comparten la misma corriente. Cabe mencionar las ramificaciones se pueden rigen gracias a los nodos y que un circuito eléctrico puede tener diferentes ramificaciones, por lo cual se pueden tener varias mallas.
Nodo eléctrico
Se dice que un nodo eléctrico esta conformado por la unión de dos o mas componentes en un mismo punto dentro de un circuito eléctrico. Cabe mencionar que estos nodos pueden estar a simple vista o distribuidos a lo largo de un mismo cable. Es importante aclarar que cuando se representa un circuito dentro del papel siempre se coloca de forma que se pueda entender a simple vista, sin importar si en el dibujo se ponen mas líneas que conecten entre si los componentes. ya que si se acomodaran por la forma en que están conectados los nodos, serian muy difíciles de leer.
Caída de voltaje
La caída de voltaje o también conocida como pérdida de tensión, es la disminución de voltaje que se produce cuando este pasa por algún componente eléctrico. Esta reducción ocurre por que se intercambia la energía eléctrica por algún otro tipo de energía como calor o movimiento mecánico.
Aplicación de la ley de voltaje de Kirchhoff
Para calcular la caída de voltaje de cada componente dentro de un circuito eléctrico, necesitamos hacer uso de la ley de ohm. Ya que esta nos ayuda a identificar los que datos tenemos, ya sea voltaje, corriente y/o resistencia. Esta ley nos sirve para saber cualquier valor de las tres variables anteriores. Pero por lo regular en los ejemplos prácticos de la ley de voltaje, siempre contamos con el valor de las resistencias y el voltaje por lo que en este caso debemos sacar el valor de la corriente.
Para calcular la corriente total en este circuito de resistencias primero debemos conocer la resistencia total del circuito y luego aplicar la formula de la ley de ohm para saber la corriente total que circula «It = RT/V». En el siguiente ejemplo tenemos una fuente de alimentación de 9 volts y 3 resistencias de diferentes valores. Para poder utilizar la ley de voltaje necesitamos realizar una serie pasos:
- Debemos de analizar si tenemos un circuito de resistencias en serie, en paralelo o uno mixto.
- Según sea el caso del circuito debemos de simplificarlo hasta quedar con un circuito en serie.
- Una vez que tenemos simplificado el circuito, sacamos la resistencia total para seguir al ultimo paso
- Por ultimo utilizamos la ley de ohm para sacar la corriente I= V/R
Una vez que se obtiene la corriente total del circuito tenemos que utilizar la fórmula V= I* R para calcular la caída de voltaje en cada una de las resistencias eléctricas. Para saber si hicimos los cálculos correctos, debemos sumar las caídas de voltaje de cada uno de los componentes y nos debe dar un aproximado al voltaje inicial.
En resumen, la ley de voltaje de Kirchhoff es fundamental para poder analizar y diseñar circuitos eléctricos. Ya que su aplicación nos permite conocer algunas características importantes como la cantidad de voltaje que va reducir cada componente. Estas caídas de tensión son importantes de calcularlas ya que por un descuido puede que a nuestro objetivo final no le llegue el suficiente voltaje y no funcione.
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Articulo creado el 25 de octubre del 2018 – Renovado el 19 de abril del 2023
