Leyes de Kirchhoff
¿Cómo se determina el valor de la corriente I?




Gustav Robert Kirchhoff
Leyes de Kirchhoff: Son útiles para encontrar las corrientes que circulan por las
diferentes partes de un circuito o las caídas de potencial que existen entre dos puntos
determinados de dicho circuito.




                          Conceptos previos
Nodo: Intersección de dos o más conductores.

Malla: Todo recorrido cerrado en un circuito.

Rama: Es un elemento o grupo de elementos conectados entre dos nodos.
Conexiones
           SERIE                                      PARALELO

Circuito cerrado = MALLA                      Unión de mas de dos cables = NODO




 La corriente que circula por cada     La diferencia de potencial por cada
 lámpara es la misma.                  lámpara es la misma.



     VT = VL1 + VL 2                        I Total = I L1 + I L 2
     Req = RL1 + RL 2                         1
                                                =
                                                  1
                                                    +
                                                      1
                                             Req RL1 RL 2
Leyes de Kirchhoff

   La suma de las corrientes que entran a un nodo es igual a la suma de las
corrientes que salen de él. Conservación de la carga.



                        ∑I     entrantes   = ∑ I salientes

   La suma de las fuerzas electromotrices es igual a la suma de las caídas de
tensión en una malla. Conservación de la energía




                          ∑ fem = ∑ (IR )
• Ley de Kirchhoff de la corriente:
  “La suma de las corrientes de entrada en un
  punto de un circuito es igual a las de salida”.
                     I3        L            IN
           N
                                            I1
    K1 :   ∑I = 0
           i=1
                 n
                      I2   Nodo Eléctrico




• Esta es una ley de conservación de la carga.
Ley de Kirchhoff de los voltajes (LKV): La suma algebraica de todas las caídas
de tensión a lo largo de una malla debe ser nula en cualquier instante.



       Caída de tensión V12=V1-V2:
       Energía en Joules eliminada
       del circuito cuando una carga
       de +1 C pasa del punto 1 al
       punto 2
                                                       ∑      V=0



                              I
                        1                   En una resistencia hay una caída de tensión
                                      2
                                            positiva en el sentido de la corriente (V12>0)

   Convenio
                                            En una batería hay una caída de tensión
                        1         2         positiva en el sentido del terminal positivo al
                                            negativo, independientemente del sentido de
                                            la corriente (V12>0)
Ejercicio: Usando la leyes de Kirchhoff determine
la formula para sumar n resistencias en serie y la
fórmula para sumar n resistencias en paralelo.
Resistencias en serie y resistencias en paralelo




                       En serie:

                 RT = R1 + R2 + R3 +L Rn




                        En paralelo:

                                       1
RT = R1 R2 R3      L Rn =
                          1 R1 + 1 R2 + 1 R3 + L1 Rn
Determine la resistencia equivalente:
RT 1 = R1 + ( R5 R3 R2 )
RT = R1 + ( R2   [( R5   R3 ) + ( R4 R6 )])            RT 2 = R5 R3 R2




                           RT 1 = R1 + [( R3 + R4 ) R2 ] + R5
                           RT 2 = R5
Fuentes de voltaje en serie y paralelo
Las fuentes de voltaje
en serie se suman:       Es posible conectar fuentes en
                         paralelo solo si tienen el mismo
                         valor!
Fuentes de corriente en serie y
           paralelo
Obtenga el circuito simplificado equivalente
Divisores de voltaje y corriente

       Divisor de voltaje


             Rx
        Vx =    VT
             RT
Divisor de corriente




Usando la conductancia definida de Siemens (S)
                                                 Para 2 resistencias
Ejemplo
Ejercicios




Vab=?                Vab=?
Respuestas:

1.- Vab=-2V

2.- Vab=-2V

3a.- Rx=0 ; I=42.2mA; Vab=-8V

3b.- Rx=15KΩ ; I=40.5mA; Vab=0.5V

3c.- Rx=α ; I=40.0mA; Vab=-2V
Mediciones I, V, R
Medición de voltaje   Medición de corriente




                           Medición de resistencia
Diferencias entre tierra física y tierra del chasis

El potencial a tierra es siempre 0 V.

El un circuito complejo todos los puntos conectados a tierra pueden
conectarse entre si, aunque para simplificaciones del análisis esto no se hace.

En un esquema todos los voltajes están referenciados a tierra.

Una tierra física es aquella que se encuentra conectada directamente a tierra
firme por un conductor de baja impedancia. Se establece que toda la
superficie de la tierra se encuentra a 0 volts y será el mismo en cualquier
parte del mundo.

La tierra de chasis puede mantenerse flotante o conectarse a la tierra física.
La tierra de chasis se indica como un voltaje de referencia para todos los
voltajes del sistema pero puede no ser 0V.


                                                                                  22
Análisis de tierra en un circuito




Fuente aterrizada                     Fuente flotada   Fuente aterrizada
El código eléctrico nacional estadounidense exige que la línea viva (o de
alimentación) que lleva la corriente a la carga sea de color negro, la línea neutra
que lleva de regreso la corriente a la fuente sea de color blanco. En ocasiones
un tercer conductor verde (o desnudo) es usado como una conexión directa a la
tierra física.



En un conector (macho y hembra) la terminal pequeña es la línea viva, la
terminal gruesa es el retorno a fuente y la terminal semi-circular es la conexión
a tierra física.




                                                                                      24
25

Tema 2 leyes de kirchhoff

  • 1.
  • 2.
    ¿Cómo se determinael valor de la corriente I? Gustav Robert Kirchhoff
  • 3.
    Leyes de Kirchhoff:Son útiles para encontrar las corrientes que circulan por las diferentes partes de un circuito o las caídas de potencial que existen entre dos puntos determinados de dicho circuito. Conceptos previos Nodo: Intersección de dos o más conductores. Malla: Todo recorrido cerrado en un circuito. Rama: Es un elemento o grupo de elementos conectados entre dos nodos.
  • 4.
    Conexiones SERIE PARALELO Circuito cerrado = MALLA Unión de mas de dos cables = NODO La corriente que circula por cada La diferencia de potencial por cada lámpara es la misma. lámpara es la misma. VT = VL1 + VL 2 I Total = I L1 + I L 2 Req = RL1 + RL 2 1 = 1 + 1 Req RL1 RL 2
  • 5.
    Leyes de Kirchhoff La suma de las corrientes que entran a un nodo es igual a la suma de las corrientes que salen de él. Conservación de la carga. ∑I entrantes = ∑ I salientes La suma de las fuerzas electromotrices es igual a la suma de las caídas de tensión en una malla. Conservación de la energía ∑ fem = ∑ (IR )
  • 6.
    • Ley deKirchhoff de la corriente: “La suma de las corrientes de entrada en un punto de un circuito es igual a las de salida”. I3 L IN N I1 K1 : ∑I = 0 i=1 n I2 Nodo Eléctrico • Esta es una ley de conservación de la carga.
  • 7.
    Ley de Kirchhoffde los voltajes (LKV): La suma algebraica de todas las caídas de tensión a lo largo de una malla debe ser nula en cualquier instante. Caída de tensión V12=V1-V2: Energía en Joules eliminada del circuito cuando una carga de +1 C pasa del punto 1 al punto 2 ∑ V=0 I 1 En una resistencia hay una caída de tensión 2 positiva en el sentido de la corriente (V12>0) Convenio En una batería hay una caída de tensión 1 2 positiva en el sentido del terminal positivo al negativo, independientemente del sentido de la corriente (V12>0)
  • 8.
    Ejercicio: Usando laleyes de Kirchhoff determine la formula para sumar n resistencias en serie y la fórmula para sumar n resistencias en paralelo.
  • 9.
    Resistencias en seriey resistencias en paralelo En serie: RT = R1 + R2 + R3 +L Rn En paralelo: 1 RT = R1 R2 R3 L Rn = 1 R1 + 1 R2 + 1 R3 + L1 Rn
  • 10.
  • 11.
    RT 1 =R1 + ( R5 R3 R2 ) RT = R1 + ( R2 [( R5 R3 ) + ( R4 R6 )]) RT 2 = R5 R3 R2 RT 1 = R1 + [( R3 + R4 ) R2 ] + R5 RT 2 = R5
  • 12.
    Fuentes de voltajeen serie y paralelo Las fuentes de voltaje en serie se suman: Es posible conectar fuentes en paralelo solo si tienen el mismo valor!
  • 13.
    Fuentes de corrienteen serie y paralelo
  • 14.
    Obtenga el circuitosimplificado equivalente
  • 15.
    Divisores de voltajey corriente Divisor de voltaje Rx Vx = VT RT
  • 16.
    Divisor de corriente Usandola conductancia definida de Siemens (S) Para 2 resistencias
  • 17.
  • 18.
  • 19.
    Respuestas: 1.- Vab=-2V 2.- Vab=-2V 3a.-Rx=0 ; I=42.2mA; Vab=-8V 3b.- Rx=15KΩ ; I=40.5mA; Vab=0.5V 3c.- Rx=α ; I=40.0mA; Vab=-2V
  • 20.
  • 21.
    Medición de voltaje Medición de corriente Medición de resistencia
  • 22.
    Diferencias entre tierrafísica y tierra del chasis El potencial a tierra es siempre 0 V. El un circuito complejo todos los puntos conectados a tierra pueden conectarse entre si, aunque para simplificaciones del análisis esto no se hace. En un esquema todos los voltajes están referenciados a tierra. Una tierra física es aquella que se encuentra conectada directamente a tierra firme por un conductor de baja impedancia. Se establece que toda la superficie de la tierra se encuentra a 0 volts y será el mismo en cualquier parte del mundo. La tierra de chasis puede mantenerse flotante o conectarse a la tierra física. La tierra de chasis se indica como un voltaje de referencia para todos los voltajes del sistema pero puede no ser 0V. 22
  • 23.
    Análisis de tierraen un circuito Fuente aterrizada Fuente flotada Fuente aterrizada
  • 24.
    El código eléctriconacional estadounidense exige que la línea viva (o de alimentación) que lleva la corriente a la carga sea de color negro, la línea neutra que lleva de regreso la corriente a la fuente sea de color blanco. En ocasiones un tercer conductor verde (o desnudo) es usado como una conexión directa a la tierra física. En un conector (macho y hembra) la terminal pequeña es la línea viva, la terminal gruesa es el retorno a fuente y la terminal semi-circular es la conexión a tierra física. 24
  • 25.