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Diferencia entre revisiones de «Leyes de Kirchhoff»

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{{otros usos}}
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Las '''leyes de Kirchhoff''' son do pero Kirchhoff precedió a [[Maxwell]] y gracias a [[Georg Ohm]] su trabajo fue generalizado. Estas leyes son muy utilizadas en [[ingeniería eléctrica]] para hallar [[Intensidad de corriente eléctrica|corrientes]] y [[Potencial eléctrico|tensiones]] en cualquier punto de un [[circuito eléctrico]].
Las '''leyes de Kirchhoff''' son dos [[igualdad matemática|igualdades]] que se basan en la [[conservación de la energía]] y la carga en los [[circuitos eléctricos]]. Fueron descritas por primera vez en 1845 por [[Gustav Kirchhoff]]. Son ampliamente usadas en [[ingeniería eléctrica]].


Ambas leyes de circuitos pueden derivarse directamente de las [[ecuaciones de Maxwell]], pero Kirchhoff precedió a [[Maxwell]] y gracias a [[Georg Ohm]] su trabajo fue generalizado. Estas leyes son muy utilizadas en [[ingeniería eléctrica]] para hallar [[Intensidad de corriente eléctrica|corrientes]] y [[Potencial eléctrico|tensiones]] en cualquier punto de un [[circuito eléctrico]].

==Ley de corrientes de Kirchhoff==
{{VT|Análisis de nodos}}
[[Archivo:KCL.png|thumb|250px|La corriente que pasa por un [[nodo (circuitos)|nodo]] es igual a la corriente que sale del mismo. ''i<sub>1</sub> + i<sub>4</sub> = i<sub>2</sub> + i<sub>3</sub>]]
[[Archivo:KCL.png|thumb|250px|La corriente que pasa por un [[nodo (circuitos)|nodo]] es igual a la corriente que sale del mismo. ''i<sub>1</sub> + i<sub>4</sub> = i<sub>2</sub> + i<sub>3</sub>]]
Esta ley también es llamada '''l
Esta ley también es llamada '''ley de nodos o primera ley de Kirchhoff''' y es común que se use la sigla '''LCK''' para referirse a esta ley. La ley de corrientes de Kirchhoff nos dice que:

{{teorema|En cualquier nodo, la suma de las corrientes que entran en ese nodo es igual a la suma de las corrientes que salen. De forma equivalente, la suma de todas las corrientes que pasan por el nodo es igual a cero

<center><math>\sum_{k=1}^n I_k = I_1 + I_2 + I_3\dots + I_n = 0 </math> </center> }}
Esta fórmula es válida también para circuitos complejos:
<center><math>\sum_{k=1}^n \tilde{I}_k = 0</math></center>

La ley se basa en el principio de la [[conservación de la carga]] donde la carga en couloumbs es el producto de la corriente en amperios y el tiempo en segundos.
La ley se basa en el principio de la [[conservación de la carga]] donde la carga en couloumbs es el producto de la corriente en amperios y el tiempo en segundos.


===Densidad de carga variante===
===Densidad de carga variante===
La LCK sólo es válida si la [[Carga_eléctrica#Densidad de carga eléctrica|densidad de carga]] se mantiene constante en el punto en el que se aplica. Considere la corriente entrando en una lámina de un capacitor. Si uno se imagina una superficie cerrada alrededor de esa lámina, la corriente entra a través del dispositivo, pero no sale, violando la LCK. Además, la corriente a través de una superficie cerrada alrededor de todo el capacitor cumplirá la LCK entrante por una lámina sea balanceada por la corriente que sale de la otra lámina, que es lo que se hace en análisis de circuitos, aunque cabe resaltar que hay un problema al considerar una sola lámina. Otro ejemplo muy común es la corriente en una [[antena]] donde la corriente entra del alimentador del transmisor pero no hay corriente que salga del otro lado.
La LCK sólo es válida si la [[Carga_eléctrica#Densidad de carga eléctrica|densidad de carga]] se mantiene constante en el punto en el que se aplica. Coque es lo que se hace en análisis de circuitos, aunque cabe resaltar que hay un problema al considerar una sola lámina. Otro ejemplo muy común es la corriente en una [[antena]] donde la corriente entra del alimentador del transmisor pero no hay corriente que salga del otro lado.


[[Maxwell]] introdujo el concepto de [[corriente de desplazamiento]] para describir estas situaciones. La corriente que fluye en la lámina de un capacitor es igual al aumento de la acumulación de la carga y además es igual a la tasa de cambio del [[flujo eléctrico]] debido a la carga (el flujo eléctrico también se mide en Coulombs, como una carga eléctrica en el [[SIU]]). Esta tasa de cambio del flujo <math>\psi \ </math>, es lo que Maxwell llamó corriente de desplazamiento <math>I_\mathrm D</math>:
[[Maxwell]] introdujo el conceción de la carga y además es igual a la tasa de cambio del [[flujo eléctarga (el flujo eléctrico también se mide en Coulombs, como una carga eléctrica en el [[SIU]]). Esta tasa de cambio del flujo <math>\psi \ </math>, es lo que Maxwell llamó corriente de desplazamiento <math>I_\mathrm D</math>:


<center><math>I_\mathrm D = \frac {d \psi}{d t}</math></center>
<center><math>I_\mathrm D = \frac {d \psi}{d t}</math></center>
se incluye, la ley de Kirchhoff se cu

Cuando la corriente de desplazamiento se incluye, la ley de Kirchhoff se cumple de nuevo. Las corrientes de desplazamiento no son corrientes reales debido a que no constan de cargas en movimiento, deberían verse más como un factor de corrección para hacer que la LCK se cumpla. En el caso de la lámina del capacitor, la corriente entrante de la lámina es cancelada por una corriente de desplazamiento que sale de la lámina y entra por la otra lámina.

Esto también puede expresarse en términos del vector campo al tomar la Ley de Ampere de la divergencia con la corrección de Maxwell y combinando la ley de Gauss, obteniendo:


<center><math>\nabla \cdot \mathbf{J} = -\nabla \cdot \frac{\partial \mathbf{D}}{\partial t} = -\frac{\partial \rho}{\partial t}</math></center>
<center><math>\nabla \cdot \mathbf{J} = -\nabla \cdot \frac{\partial \mathbf{D}}{\partial t} = -\frac{\partial \rho}{\partial t}</math></center>


Esto es simplemente la ecuación de la conservación de la carga (en forma integral, dice que la corriente que fluye a través de una superficie cerrada es igual a la tasa de pérdida de carga del volumen encerrado (Teorema de Divergencia). La ley de Kirchhoff es equivalente a decir que la divergencia de la corriente es cero, para un tiempo invariante p, o siempre verdad si la corriente de desplazamiento está incluida en '''J'''.
Esto es simplemente la ecuación de la conservación de la carga (en forma integral, dice que la corriente que fluye a través de una superficie cerrada es igual a la tasa de pérdida de carga del volumen encerrado (Teorema de Divergencia). La ley de Kirchhoff es equivalente e la corriente es cero, para un tiempo invariante p, o siempre verdad si la corriente de desplazamiento está incluida en '''J'''.


==Ley de tensiones de Kirchhoff==
==Ley de tensiones de Kirchhoff==
{{VT|Análisis de malla}}
{{VT|Análisis de malla}}
[[Archivo:Kirchhoff voltage law.svg|thumb|250px|Ley de tensiones de Kirchhoff, en este caso v<sub>4</sub>= v<sub>1</sub>+v<sub>2</sub>+v<sub>3</sub>. No se tiene en cuenta a v<sub>5</sub> porque no forma parte de la malla que estamos analizando.]]
[[Archivo:Kirchhoff voltage law.svg|thumb|250px|Ley de tensiones de Kirchhoff, en este caso v<sub>4</sub>= v<sub>1</sub>+v<sub>2</sub>+v<sub>3</sub>. No se tiene en cuenta a v<sub>5</sub> porque no forma parte de la malla que estamos analizandotensión es igual _n = 0</math></center>}}
Esta ley es llamada también '''Segunda ley de Kirchhoff, ley de lazos de Kirchhoff o ley de mallas de Kirchhoff''' y es común que se use la sigla '''LVK''' para referirse a esta ley.
{{teorema|En un lazo cerrado, la suma de todas las caídas de tensión es igual a la tensión total suministrada. De forma equivalente, la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico en un lazo es igual a cero.
<center><math> \sum_{k=1}^n V_k = V_1 + V_2 + V_3\dots + V_n = 0</math></center>}}


De igual manera que con la corriente, los voltajes también pueden ser complejos, así:
De igual manera que con la corriente, los voltajes también pueden ser complejos, así:
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Esta ley se basa en la conservación de un campo potencial de energía. Dado una diferencia de potencial, una carga que ha completado un lazo cerrado no gana o pierde energía al regresar al potencial inicial.
Esta ley se basa en la conservación de un campo potencial de energía. Dado una diferencia de potencial, una carga que ha completado un lazo cerrado no gana o pierde energía al regresar al potencial inicial.
hay resistencia en el circuito. La validez de esta ley puede explicarse al considerar que una carga no regresa a su punto de partida, debido umida por la resistencia, la cual la transformará en calor.


En resumen, la ley de tensióue está relacionada con el campo potencial generado por fuentes de tensión. En este campo potencial, sin importar que componentes electrónicos estén presentes, la ganancia o pérdida de la energía dada por el campo potencial debe ser cero cuando una carga completa un lazo.
Esta ley es cierta incluso cuando hay resistencia en el circuito. La validez de esta ley puede explicarse al considerar que una carga no regresa a su punto de partida, debido a la disipación de energía. Una carga simplemente terminará en el terminal negativo, en vez de el positivo. Esto significa que toda la energía dada por la diferencia de potencial ha sido completamente consumida por la resistencia, la cual la transformará en calor.

En resumen, la ley de tensión de Kirchhoff no tiene nada que ver con la ganancia o pérdida de energía de los componentes electrónicos (Resistores, capacitores, etc. ). Es una ley que está relacionada con el campo potencial generado por fuentes de tensión. En este campo potencial, sin importar que componentes electrónicos estén presentes, la ganancia o pérdida de la energía dada por el campo potencial debe ser cero cuando una carga completa un lazo.


===Campo eléctrico y potencial eléctrico===
===Campo eléctrico y potencial eléctrico===
La ley de tensión de Kirchhoff puede verse como una consecuencia del principio de la conservación de la energía. Considerando ese potencial eléctrico se define como una integral de línea, sobre un campo eléctrico, la ley de tensión de Kirchhoff puede expresarse como:
La ley de tensión de Kirchhoff puede verse como una consecuencia del principio de la conservación de la energía. Considerando ese potencial eintegral de línea, sobre un campo eléctrico, la ley de tensión de Kirchhoff puede expresarse como:


<center><math>\oint_C \mathbf{E} \cdot d\mathbf{l} = 0,</math></center>
<center><math>\oint_C \mathbf{E} \cdot d\mathbf{l} = 0,</math></center>

Que dice que la integral de línea del campo eléctrico alrededor de un lazo cerrado es cero.
Que dice que la integral de línea del campo eléctrico alrededor de un lazo cerrado es cero.


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[[am:የኪርኮፍ ጅረት ህግ]]
[[am:የኪርኮፍ ጅረት ህግ]]
[[ar:قانونا كيرشوف]]
[[ar:قانونا كيرشوف]]
[[arz:قوانين كيرشهوف]]
[[arz:قوانين كيرش
[[bg:Закони на Кирхоф]]
[[bn:কিরকোফের বর্তনীর সমীকরণসমূহ]]
[[bs:Kirchhoffovi zakoni]]
[[bs:Kirchhoffovi zakoni]]
[[ca:Lleis de Kirchhoff]]
[[ca:Lleis de Kirchhoff]]
Línea 104: Línea 83:
[[pl:Prawa Kirchhoffa]]
[[pl:Prawa Kirchhoffa]]
[[pt:Leis de Kirchhoff]]
[[pt:Leis de Kirchhoff]]
[[ro:Teoremele lui Kirchhoff]]
[[ru:Правила Кирхгофа]]
[[simple:Kirchhoff's circuit laws]]
[[sl:Kirchhoffova zakona]]
[[sv:Kirchhoffs lagar]]
[[ta:கிர்க்காஃபின் மின்சுற்று விதிகள்]]
[[ta:கிர்க்காஃபின் மின்சுற்று விதிகள்]]
[[tr:Kirchhoff kanunları]]
[[tr:Kirchhoff kanunları]]

Revisión del 17:15 15 oct 2012

Las leyes de Kirchhoff son do pero Kirchhoff precedió a Maxwell y gracias a Georg Ohm su trabajo fue generalizado. Estas leyes son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para hallar corrientes y tensiones en cualquier punto de un circuito eléctrico.

La corriente que pasa por un nodo es igual a la corriente que sale del mismo. i1 + i4 = i2 + i3

Esta ley también es llamada l La ley se basa en el principio de la conservación de la carga donde la carga en couloumbs es el producto de la corriente en amperios y el tiempo en segundos.

Densidad de carga variante

La LCK sólo es válida si la densidad de carga se mantiene constante en el punto en el que se aplica. Coque es lo que se hace en análisis de circuitos, aunque cabe resaltar que hay un problema al considerar una sola lámina. Otro ejemplo muy común es la corriente en una antena donde la corriente entra del alimentador del transmisor pero no hay corriente que salga del otro lado.

Maxwell introdujo el conceción de la carga y además es igual a la tasa de cambio del [[flujo eléctarga (el flujo eléctrico también se mide en Coulombs, como una carga eléctrica en el SIU). Esta tasa de cambio del flujo , es lo que Maxwell llamó corriente de desplazamiento :

se incluye, la ley de Kirchhoff se cu

Esto es simplemente la ecuación de la conservación de la carga (en forma integral, dice que la corriente que fluye a través de una superficie cerrada es igual a la tasa de pérdida de carga del volumen encerrado (Teorema de Divergencia). La ley de Kirchhoff es equivalente e la corriente es cero, para un tiempo invariante p, o siempre verdad si la corriente de desplazamiento está incluida en J.

Ley de tensiones de Kirchhoff

[[Archivo:Kirchhoff voltage law.svg|thumb|250px|Ley de tensiones de Kirchhoff, en este caso v4= v1+v2+v3. No se tiene en cuenta a v5 porque no forma parte de la malla que estamos analizandotensión es igual _n = 0</math>}}

De igual manera que con la corriente, los voltajes también pueden ser complejos, así:

Esta ley se basa en la conservación de un campo potencial de energía. Dado una diferencia de potencial, una carga que ha completado un lazo cerrado no gana o pierde energía al regresar al potencial inicial.

hay resistencia en el circuito. La validez de esta ley puede explicarse al considerar que una carga no regresa a su punto de partida, debido umida por la resistencia, la cual la transformará en calor.

En resumen, la ley de tensióue está relacionada con el campo potencial generado por fuentes de tensión. En este campo potencial, sin importar que componentes electrónicos estén presentes, la ganancia o pérdida de la energía dada por el campo potencial debe ser cero cuando una carga completa un lazo.

Campo eléctrico y potencial eléctrico

La ley de tensión de Kirchhoff puede verse como una consecuencia del principio de la conservación de la energía. Considerando ese potencial eintegral de línea, sobre un campo eléctrico, la ley de tensión de Kirchhoff puede expresarse como:

Que dice que la integral de línea del campo eléctrico alrededor de un lazo cerrado es cero.

Para regresar a una forma más especial, esta integral puede "partirse" para conseguir el voltaje de un componente en específico.

Véase también

Enlaces externos

[[arz:قوانين كيرش