Ley De Voltaje De Kirchhoff Formula
La Ley de Voltaje de Kirchhoff (LVK), también conocida como la segunda ley de Kirchhoff o la ley de la malla, establece que la suma algebraica de todos los voltajes alrededor de cualquier lazo cerrado en un circuito debe ser igual a cero.
Aquí está la fórmula y una explicación paso a paso de cómo aplicarla:
Fórmula de la Ley de Voltaje de Kirchhoff
La fórmula general es:
Must Read
∑V = 0
Donde: ∑ (sigma) significa "la suma de", y V representa el voltaje.
Pasos para aplicar la Ley de Voltaje de Kirchhoff
Paso 1: Identifica los lazos (mallas) en el circuito. Un lazo es cualquier trayectoria cerrada en el circuito.
Por ejemplo, imagina un circuito simple con una batería (fuente de voltaje), y dos resistencias (R1 y R2) conectadas en serie.
Paso 2: Asigna direcciones de corriente a cada lazo. Es posible que no conozcas la dirección real de la corriente, pero eso no importa. Elige una dirección arbitrariamente (en sentido horario o antihorario). Si la dirección real es opuesta a la que elegiste, obtendrás un valor negativo para la corriente cuando resuelvas las ecuaciones.
En nuestro ejemplo, vamos a asumir que la corriente fluye en sentido horario.
Paso 3: Define la polaridad de los voltajes en cada componente. El voltaje a través de una resistencia siempre tendrá una polaridad donde la corriente entre en el lado positivo (+) y salga por el lado negativo (-).
Para la fuente de voltaje (batería), la polaridad ya está definida por sus terminales.
Paso 4: Escribe la ecuación de la Ley de Voltaje de Kirchhoff para cada lazo. Comienza en cualquier punto del lazo y recorre el lazo en la dirección que elegiste. Suma los voltajes a medida que avanzas.
Si pasas por un componente de (-) a (+), el voltaje se considera positivo. Si pasas de (+) a (-), el voltaje se considera negativo.
En nuestro ejemplo, comenzando desde la parte inferior de la batería y moviéndonos en sentido horario, la ecuación sería:
Vbatería - VR1 - VR2 = 0
Paso 5: Expresa los voltajes en términos de las corrientes y las resistencias. Utiliza la Ley de Ohm (V = IR) para expresar los voltajes a través de las resistencias en función de la corriente (I) que fluye a través de ellas y sus resistencias (R).
En nuestro ejemplo:
VR1 = I * R1
VR2 = I * R2
Sustituyendo en la ecuación de la LVK:
Vbatería - I * R1 - I * R2 = 0
Paso 6: Resuelve la ecuación para las incógnitas. La incógnita más común es la corriente (I) que fluye a través del lazo. Si tienes varios lazos, tendrás que resolver un sistema de ecuaciones.
En nuestro ejemplo, podemos resolver para I:
I = Vbatería / (R1 + R2)
Paso 7: Interpreta los resultados. Si obtienes un valor negativo para la corriente, significa que la dirección real de la corriente es opuesta a la que asumiste inicialmente. El valor absoluto de la corriente sigue siendo correcto.
Ejemplo numérico:
Supongamos que Vbatería = 12V, R1 = 4Ω, y R2 = 2Ω.
Entonces:
I = 12V / (4Ω + 2Ω) = 12V / 6Ω = 2A
Por lo tanto, la corriente que fluye a través del circuito es de 2 amperios.
Y podemos calcular el voltaje en cada resistencia:
VR1 = 2A * 4Ω = 8V
VR2 = 2A * 2Ω = 4V
Comprobamos la LVK:
12V - 8V - 4V = 0
La suma de los voltajes es igual a cero, lo que confirma que la Ley de Voltaje de Kirchhoff se cumple.
Recuerda que la Ley de Voltaje de Kirchhoff es una herramienta fundamental para analizar circuitos eléctricos. Practicar con diferentes ejemplos te ayudará a comprenderla y aplicarla con mayor facilidad.