Leyes de Kirchhoff. EJERCICIO resuelto PASO a PASO (Nodos y Mallas)

Summary

En este video se explica cómo aplicar las leyes de Kirchhoff para resolver un circuito eléctrico. El proceso se divide en dos pasos: aplicar la primera ley de Kirchhoff, que se basa en la conservación de la corriente en un nodo, y aplicar la segunda ley, que se enfoca en la conservación de la energía a lo largo de una malla. Se analizan los nodos del circuito, las direcciones de las intensidades de corriente, y se generan ecuaciones para resolver las incógnitas. Finalmente, se utilizan las leyes de Ohm para calcular las caídas de voltaje en las resistencias, lo que permite encontrar las intensidades y voltajes en el circuito.

Takeaways

• 😀 Aplica la Primera Ley de Kirchhoff (Ley de Corrientes) para identificar los nodos del circuito y establecer las ecuaciones de corrientes.
• 😀 La Ley de Corrientes de Kirchhoff establece que la suma de las corrientes que entran a un nodo es igual a la suma de las corrientes que salen del nodo.
• 😀 Al identificar los nodos, solo se deben considerar aquellos que conectan tres o más elementos del circuito.
• 😀 Para aplicar la Ley de Corrientes, asocia direcciones convencionales a las corrientes y asegúrate de que el signo de las corrientes sea positivo si entran al nodo y negativo si salen.
• 😀 En los circuitos con más de un nodo, evita generar ecuaciones innecesarias que puedan complicar el análisis.
• 😀 La Ley de Voltajes de Kirchhoff establece que la suma algebraica de las diferencias de potencial en un lazo es igual a cero.
• 😀 Al aplicar la Ley de Voltajes, elige una dirección (horaria o antihoraria) para recorrer los lazos del circuito y mantén la misma dirección para todas las mallas.
• 😀 Usa las fuentes de voltaje para determinar el signo de las tensiones en los lazos, basándote en la polaridad observada.
• 😀 Para cada malla, observa cómo las corrientes coinciden con la dirección de los voltajes y ajusta los signos de las ecuaciones conforme a ello.
• 😀 Una vez que hayas generado las ecuaciones de corriente y voltaje, resuelve el sistema de ecuaciones para encontrar los valores de las intensidades y voltajes.
• 😀 Utiliza la Ley de Ohm (V = R * I) para encontrar las caídas de voltaje en cada resistencia y determinar cómo la corriente afecta a cada parte del circuito.

Q & A

¿Qué establece la primera ley de Kirchhoff?

La primera ley de Kirchhoff, o ley de corrientes, establece que la suma algebraica de las corrientes que entran y salen de un nodo es igual a cero.

¿Cómo se identifican los nodos en un circuito eléctrico?

Los nodos se identifican como los puntos de conexión de dos o más elementos. Sin embargo, solo se consideran los nodos que conectan tres o más elementos para aplicar la primera ley de Kirchhoff.

¿Qué importancia tiene la dirección de las corrientes al aplicar la ley de Kirchhoff?

La dirección de las corrientes es crucial para aplicar la ley de Kirchhoff. Las corrientes que entran a un nodo se consideran positivas, mientras que las corrientes que salen son negativas. Si se comete un error en la dirección, solo se corregirá en los cálculos finales al cambiar el signo.

¿Qué es la ley de voltajes de Kirchhoff?

La ley de voltajes de Kirchhoff establece que la suma algebraica de las diferencias de potencial (voltajes) en un lazo cerrado de un circuito es igual a cero.

¿Cómo se aplica la ley de voltajes de Kirchhoff en un circuito?

Se debe elegir una dirección para el recorrido del lazo, ya sea en sentido horario o antihorario. Luego, se suman las caídas de voltaje y se asignan signos dependiendo de la dirección del corriente y la polaridad de las fuentes de voltaje.

¿Por qué es recomendable elegir una dirección común para todas las mallas en un circuito complejo?

Elegir una dirección común para todas las mallas, ya sea en sentido horario o antihorario, simplifica el análisis de circuitos complejos, evitando la confusión sobre la dirección de las corrientes.

¿Qué relación existe entre las resistencias y las corrientes al aplicar la ley de Ohm?

La ley de Ohm establece que el voltaje en una resistencia es igual a la resistencia multiplicada por la corriente que pasa a través de ella. Esto se usa para calcular las caídas de voltaje en cada resistencia del circuito.

¿Qué ocurre si se comete un error al identificar la dirección de una corriente?

Si se comete un error al identificar la dirección de una corriente, los cálculos finales simplemente reflejarán el signo contrario, lo que indica que la corriente fluye en dirección opuesta a la asumida inicialmente.

¿Cómo se resuelve un sistema de ecuaciones en este tipo de problemas de circuitos?

El sistema de ecuaciones se puede resolver por varios métodos, siendo la sustitución uno de los más comunes. En este caso, se despejan las intensidades en función de otras y se sustituyen en las ecuaciones restantes.

¿Cómo se obtiene la solución para las intensidades en un circuito usando las leyes de Kirchhoff?

Se generan ecuaciones con las leyes de Kirchhoff para cada nodo y malla, luego se resuelven estas ecuaciones simultáneas para encontrar los valores de las intensidades en cada parte del circuito.