En este post te explicamos cuáles son las leyes de Kirchhoff (o reglas de Kirchhoff) y en qué consiste cada ley de Kirchhoff. Así pues, encontrarás cómo resolver un circuito mediante las leyes de Kirchhoff y además un ejemplo resuelto. En definitiva, podrás ver la importancia de las leyes de Kirchhoff en ingeniería eléctrica.
Índice
¿Qué son las leyes de Kirchhoff?
Las leyes de Kirchhoff son dos ecuaciones que sirven para resolver circuitos eléctricos. Hay dos leyes de Kirchhoff: la ley de corrientes (o ley de nodos) y la ley de tensiones (o ley de mallas).
Las leyes de Kirchhoff fueron descubiertas por el físico Gustav Kirchhoff en 1846.
Primera ley de Kirchhoff
La primera ley de Kirchhoff, también llamada ley de corrientes o ley de nodos, dice que la suma de corrientes que entran en un nodo es equivalente a la suma de corrientes que salen de ese nodo.
Por lo tanto, la suma de todas las corrientes que pasan por un nodo es igual a cero.
Entonces, la fórmula de la primera ley de Kirchhoff es la siguiente:
Ten en cuenta que las corrientes que entran al nodo deben tener signo diferente que las corrientes que salen. Por convenio, normalmente las corrientes que entran al nodo son positivas y las corrientes que salen del nodo son negativas.
Esta ley se basa en el principio de conservación de la carga.
Segunda ley de Kirchhoff
La segunda ley de Kirchhoff, también conocida como ley de tensiones o ley de mallas, establece que en un circuito eléctrico cerrado la suma de todas las caídas de tensión es equivalente a la tensión total suministrada.
Por lo tanto, en un circuito cerrado la suma de todas las caídas de tensión es igual a cero.
De modo que la fórmula de la segunda ley de Kirchhoff es la siguiente:
Esta ley de Kirchhoff se basa en la conservación del potencial eléctrico.
Fórmulas de las leyes de Kirchhoff
A modo de resumen, en este apartado te dejamos las fórmulas de las dos leyes de Kirchhoff.
Las leyes de Kirchhoff dicen lo siguiente:
- Primera ley de Kirchoff: la suma de corrientes que entran y salen de un nodo es igual a cero.
- Segunda ley de Kirchoff: la suma de tensiones de un circuito cerrado es igual a cero.
Por lo tanto, las fórmulas de las leyes de Kirchhoff son:
- Fórmula de la primera ley de Kirchoff: I1 + I2 + … + Ik = 0
- Fórmula de la segunda ley de Kirchoff: V1 + V2 + … + Vk = 0
Ejercicio resuelto de las leyes de Kirchhoff
- Resuelve el siguiente circuito eléctrico con las leyes de Kirchhoff. Calcula todas las corrientes del circuito. Los valores de las resistencias son R1=12 Ω, R2=15 Ω y R3=9 Ω.
En primer lugar, calculamos la intensidad de la corriente I1 utilizando la fórmula de la ley de Ohm:
Ahora aplicamos la segunda ley de Kirchhoff en el lazo de la derecha para calcular la intensidad de la corriente que circula por esa parte del circuito:
Por último, empleamos la primera ley de Kirchhoff en el nodo en el que se divide la corriente para determinar la corriente total del circuito:
Recuerda que para aplicar correctamente la primera ley de Kirchhoff debes poner las corrientes que entran al nodo en positivo y las corrientes que salen del nodo en negativo.
