1. Gustav Kirchhoff
(Königsberg, Rusia, 1824 - Berlín, 1887) Físico alemán. Estrecho colaborador del
químico Robert Bunsen, aplicó métodos de análisis espectrográfico (basados en el
análisis de la radiación emitida por un cuerpo excitado energéticamente) para
determinar la composición del Sol.
En 1845 enunció las denominadas leyes de Kirchhoff aplicables al cálculo de
tensiones, intensidades y resistencias en el sí de una malla eléctrica, entendidas
como una extensión de la ley de la conservación de la energía, basándose en la
teoría del físico Georg Simon Ohm, según la cual la tensión que origina el paso de
una corriente eléctrica es proporcional a la intensidad de la corriente.
En 1847 ejerció como Privatdozent (profesor no asalariado) en la Universidad de
Berlín, y al cabo de tres años aceptó el puesto de profesor de física en la
2. Universidad de Breslau. En 1854 fue nombrado profesor en la Universidad de
Heidelberg, donde entabló amistad con Bunsen. Merced a la colaboración entre
los dos científicos se desarrollaron las primeras técnicas de análisis
espectrográfico, que condujeron al descubrimiento de dos nuevos elementos, el
cesio (1860) y el rubidio (1861).
En su intento por determinar la composición del Sol, Kirchhoff averiguó que
cuando la luz pasa a través de un gas, éste absorbe las longitudes de onda que
emitiría en el caso de ser calentado previamente. Aplicó con éxito este principio
para explicar a las numerosas líneas oscuras que aparecen en el espectro solar,
conocidas como líneas de Fraunhofer. Este descubrimiento marcó el inicio de una
nueva era en el ámbito de la astronomía.
En 1875 fue nombrado catedrático de física matemática en la Universidad de
Berlín. Publicó diversas obras de contenido científico, entre las que cabe destacar
Vorlesungen über mathematische Physik (1876-94) y Gessamelte Abhandlungen
(1882; suplemento, 1891).
Leyes de Kirchhoff
Existen muchos circuitos eléctricos que no tienen componentes ni en serie, ni en
paralelo, ni mixto. En estos casos las reglas de solución no pueden ser aplicada y
entonces se deben aplicar métodos más generales. El físico alemán Gustavo
Roberto Kirchhoff (1824-1887) propuso unas reglas para el estudio de estas leyes.
Una red eléctrica consiste, en general, en un circuito complejo en cual figuran
resistencias, motores, condensadores y otros elementos. Aquí sólo se consideran
redes con resistencias óhmicas y fuerzas electromotrices (voltajes o tensiones).
3. Antes de enunciar estas leyes se deben dar algunas definiciones importantes:
Rama: Es la parte de la red donde circula una corriente de la misma intensidad.
Nodo: Es un punto de la red donde concurren tres o más conductores o ramas.
Malla: Es cualquier trayectoria cerrada.
Ley de Corrientes de Kirchhoff.
Ley de Nodos
La suma de las corrientes que llegan a un nodo es igual a la suma de las
corrientes que salen de él. I (llegan) = I (salen).
Si se consideran como positivas las corrientes que llegan a un nodo y como
negativas las corrientes que salen, la ley de los nodos también puede expresarse
en la forma siguiente:
En un nodo la suma algebraica de las intensidades de la corriente es igual a cero.
I = 0 en un nodo cualquiera.
La primera regla de Kirchhoff equivale a afirmar que la carga eléctrica ni se crea ni
se destruye (principio de conservación de la carga eléctrica). Esto significa que la
carga eléctrica no se puede acumular en un nodo de la red, esto es la cantidad de
carga que entra a un nodo cualquiera en un cierto instante, es igual a la cantidad
de carga que sale de ese nodo.
Ley de tensiones de Kirchhoff
Ley de las mallas:
Al recorrer una malla la suma algebraica de las fuerzas electromotrices (e ) y las
diferencias de potencial (I .R) en las resistencias es cero. V = 0 en cualquier
malla de la red.
4. Para aplicar correctamente la ley de Tensiones de Kirchhoff, se recomienda
asumir primero un sentido de recorrer la malla. Una vez hecho esto se asigna
signos positivos a todas las tensiones de aquellas ramas donde se entre por el
terminal positivo en el recorrido de la malla y se asigna signos negativos cuando
entre por el terminal negativo de la rama.
Estas reglas básicas son suficientes para la resolución de una gran variedad de
problemas de redes. Normalmente, en tales problemas algunos de las fem,
corriente y resistencias son conocidas y otras desconocidas. El número de
ecuaciones obtenidas de las reglas de Kirchhoff ha de ser siempre igual al número
de incógnitas, para poder solucionar simultáneamente las ecuaciones. La dificultad
principal no está en comprender las ideas básicas, sino en seguir los signos
algebraicos.
