Cuando estamos aprendiendo cosas de electricidad, una de las primeras leyes que se nos presentan son las del señor Gustav Kirchhoff.

Básicamente, estas leyes hacen referencia a la conservación de energía.

Primera Ley de Kirchhoff

Si te fijas en un nodo, verás que toda la corriente que entra es igual a la que sale.

Lo que viene a decirnos es que el nodo no se traga la energía ni tampoco la multiplica, simplemente la energía pasa por el nodo.

¿Pero qué es un nodo?

Un nodo es un punto en el que confluyen dos o más conductores del circuito.

Si el circuito eléctrico fuese una red de carreteras, un nodo sería un cruce por donde pasan dos o más carreteras.

Entonces, a lo que se refiere la primera ley de Kirchhoff es que si miramos un cruce de la carretera, todos los coches que entran por un lado, son los que salen por el otro. El cruce no es un punto mágico donde los coches desaparecen.

Ejemplo:

Tenemos un nodo por el que pasan cuatro hilos conductores:

Leyes de Kirchhoff Explicación y Ejemplos

Si conocemos por ejemplo las tres primeras intensidades, que son:

  • i1 = 10A
  • i2 = 3A
  • i3 = 2A

Podemos fácilmente calcular iT, sabiendo que toda la corriente que entra es igual a la que sale:

$$i_1 = i_2 + i_3 + i_T$$

La única intensidad que entra en el nodo es la i1, el resto todas salen del nodo.

En este caso, si queremos hallar el valor de iT, simplemente sustituimos los valores conocidos y despejamos iT de la ecuación.

$$i_T = i_1 - i_2 - i_3 = 10A - 3A - 2A = 5A$$

Así de sencillo.

Segunda Ley de Kirchhoff

Esta es más de lo mismo, conservación de la energía, pero en este caso referida al voltaje.

Si la ley anterior nos decía básicamente que en cualquier nodo del circuito toda la corriente que entra es igual a la que sale, esta dice lo mismo pero aplicado al voltaje.

Y como el voltaje no es algo que se mida en un punto específico, sino que se refiere a lo que pasa entre dos puntos, pues entonces necesitamos una forma distinta para reflejar conservación de la energía.

Pues miramos una parte del circuito que sea un círculo cerrado, que es lo que se conoce como bucle.

Y entonces vamos sumando caidas de tensión o voltaje entre pares de puntos en ese círculo y al final tiene que salir como resultado que el voltaje no se está creando ni destruyendo de la nada.

Es decir, que el voltaje total en todo el bucle es cero.

Quizás haya una fuente de tensión y un par de resistencias en las que cae esa tensión.

Si vamos mirando las diferencias de tensión entre cada pareja de puntos del circuito y las vamos sumando, al final tenemos que el valor total es cero.

Imagina que estás en una noria y que el voltaje es el miedo a la altura.

Cuanto más alto se pone la noria tu miedo va aumentando, pero luego la noria empezará a bajar y cuando llegues al punto en el que empezaste, tu miedo volverá a ser el mismo que tenías en ese punto.

Entonces puedes ir sumando las diferencias de miedo entre cada trozo que se mueve la noria.

Tendrás partes donde el miedo aumenta y partes donde el miedo disminuye, pero la suma de todo lo que aumenta y todo lo que disminuye es cero.

Se conserva.

Pues lo mismo con el circuito eléctrico: habrá caídas y aumentos de tensión, según los elementos que haya en cada fragmento de circuito, pero lo que siempre se va a cumplir es lo que dice la segunda Ley de Kirchhoff, y es que el voltaje total en el bucle es cero.

Vamos a verlo en este ejemplo:

Leyes de Kirchhoff Explicación y Ejemplos 3

 

Tenemos un conductor unido en distintos puntos y formando un bucle.

Hay una fuente de tensión de 8 V y una resistencia.

No sé el valor de la resistencia, pero se que en ella hay una caída de tensión de 2 V.

Y quiero saber cuál es la diferencia de tensión entre A y B.

Pues gracias a la segunda ley de Kirchhoff, sé que la suma total de voltaje en una malla o bucle es cero.

Pues entonces:

$$2 V + U_{AB} - 8 V = 0$$

Despejo el valor de UAB

$$U_{AB} = 8 V - 2 V = 6 V$$

Eso quiere decir que A está a 6 V más que B.

Gic2ynWpOi0AAAAASUVORK5CYII=

Así de sencillo.