LEYES DE KIRCHHOFF

domingo, 10 de octubre de 2010

LEYES DE KIRCHHOFF

Existen circuitos que son tan complejos que no pueden resolverse mediante la ley de Ohm, ya que tienen muchas ramas o fuentes de potencia, por lo tanto, se necesitan otros métodos para resolver circuitos complejos. Sin embargo, cualquier otro método aplicado, no debe violar la leu de Ohm, ya que esta es la base de la teoría de circuitos de corriente continua.

LEYES DE KIRCHHOFF

Se desarrollaron diversos métodos de resolución de circuitos complejos basados en los experimentos de un físico alemán llamado Gustav Kirchhoff, cuyas principales contribuciones científicas estuvieron en el campo de los circuitos eléctricos, la teoría de placas, la óptca, la espectroscopia y la emision de radiacion de cuarpo negro. Kirchhoff propuso el nombre de radiación de cuerpo negro en 1862. Es responsable de dos conjuntos de leyes fundamentales en la teoría clásica de circuitos eléctricos y en la emisión térmica. Aunque ambas se denominan Leyes de Kirchhoff, probablemente esta denominación es más común en el caso de las Leyes de Kirchhoff de la ingenieria eléctrica.

Estas leyes no inician una teoría nueva, sino que presentan un método de empleo de los principios ya conocidos. Alrededor de 1857 Kirchhoff llego a dos conclusiones como resultado de sus experimentos:

LKT o LKV: “la suma de las caídas de tensión en cualquier trayectoria cerrada es igual a la suma de las fuerzas electromotrices en esa trayectoria”.

LKC: “la corriente que llega a determinado punto de unión, o nodo, en un circuito es igual a la corriente que abandona ese punto”.

Las leyes de Kirchhoff son dos igualdades que se basan en la conservacion de la energia y la carga de los circuitos eléctricos.

Ambas leyes son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para hallar corrientes y voltajes en cualquier punto de uncircuito eléctrico. Estas se pueden emplear para resolver tanto los circuitos reducibles como los circuitos irreducibles, calculando sus valores desconocidos de voltajes, intensidades, resistencias, etc.

A pesar de su aparente sencillez, constituyen herramientas muy eficaces cuando se trata de resolver circuitos difíciles y complejos. Aunque estas leyes son sencillas en si, las matemáticas que se necesitan para aplicarlas se complican conforme los circuitos se hacen más complejos.

Método de resolución de problemas.

El empleo de las leyes de Kirchhoff para calcular los valores desconocidos de un circuito lleva consigo la resolución de varias ecuaciones simultáneas. Se dice que dos o más ecuaciones son simultáneas cuando representan las relaciones que hay entre cantidades desconocidas que existen en el mismo instante. Se resuelven eliminando una o más de las cantidades desconocidas empleando la adición, sustracción, sustitución o comparación. La resolución de problemas de circuitos que llevan consigo el planteamiento de ecuaciones simultáneas puede hacerse mejor empleando el siguiente procedimiento:

Marcar todos los elementos del circuito con un nombre y un valor.

Asignar a cada rama del circuito una dirección de corriente dibujando una flecha a lo largo de la rama que indique la dirección del flujo de electrones.

3. Marcar todos los puntos de conexión de elementos del circuito con una letra de referencia.

Escribir las ecuaciones de las intensidades para cada unión de tres o más elementos del circuito. Cuando se establezcan estas ecuaciones, las corrientes que entran en la unión se consideraran algebraicamente positivas y las que salen negativas.

Escribir las ecuaciones de voltaje para cada camino cerrado del circuito. Indicar los voltajes desconocidos en función de las intensidades y resistencias. Indicar las polaridades de los voltajes. Cuando se establezcan las ecuaciones de los voltajes se deben seguir las

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