ANÁLISIS DE CIRCUITOS (II)

En este post vamos a estudiar las distintas herramientas de las que disponemos para resolver circuitos eléctricos: la ley de Ohm y las leyes de Kirchoff.

Ley de Ohm

En un circuito eléctrico, el voltaje, la corriente y las resistencias están siempre en perfecto balance. Por ejemplo, en un circuito con resistencias fijas, aumentar el voltaje resultará en un incremento de corriente eléctrica. Asimismo, incrementar la resistencia en un circuito con tensión fija resultará en un decrecimiento de la corriente eléctrica.

Esta relación es conocida como la ley de Ohm, nombrada así en el siglo XIX en honor al físico George Simon Ohm. La Ley de Ohm es la ley fundamental en los circuitos eléctricos y determina cómo se comporta la electricidad en ellos. La ley de Ohm se representa con las siguientes fórmulas matemáticas:

Ley de Ohm

Donde:

V: diferencia de potencial (Voltios)

I: Intensidad de corriente (Amperios)

R: Resistencia (Ohms)

Leyes de Kirchoff

Por otro lado, y antes de hablar de las leyes de Kirchoff, es conveniente aclarar los conceptos de nodo y malla:

Nodo: Se llama nodo a todo punto de un circuito donde confluyen más de dos conductores. En la imagen inferior, podemos observar dos nodos diferentes, en el A confluyen tres conductores, mientras que, en el B, lo hacen cuatro.

Ejemplo de Nodos

Malla: Es todo recorrido cerrado que pueda seguirse en un circuito sin pasar dos veces por un mismo nodo. En la imagen inferior podemos observar tres mallas distintas.

Ejemplo de mallas

Una vez teniendo esto claro, pasamos a enunciar las dos leyes de Kirchoff, una orientada a la corriente y otra a la tensión.

Primera ley de Kirchoff

Esta ley es el resultado de aplicar el principio de conservación de la carga a los nodos de una red. Si tenemos un nodo cualquiera de un circuito, con corrientes entrantes y salientes y asumiendo que en un nodo no se puede acumular carga, en cualquier instante de tiempo, la corriente total que entra en un nodo debe ser igual a la corriente total que sale del mismo, o lo que es lo mismo, en todo nodo, la suma algebraica de las corrientes, es igual a cero.

Para ilustrar esta ley, podemos observar la imagen a continuación. Se trata de un cricuito con dos nodos, el nodo a y el nodo b.

Según la primera ley de Kirchoff, la suma de corrientes en el nodo a será por tanto:

ó lo que es lo mismo, 

Mientras que en el nodo b:

Ó bien,

Segunda ley de Kirchoff

En toda malla, 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.

En este caso, la suma de las caídas de tensión producidas en cada resistencia sería igual a la tensión suministrada por la fuente. Es decir:

 o lo que es lo mismo,

Con estas dos leyes, ya podremos resolver cualquier circuito eléctrico. En las próximas entradas profundizaremos algo más en los distintos componentes eléctricos. ¡Nos vemos pronto!