LEY DE VOLTAJE
Esta ley es llamada también Segunda ley de Kirchhoff, ley de lazos de Kirchhoff y es común que se use la sigla LVK para referirse a esta ley. Se refiere a los potenciales en los elementos que están en serie en cada rama, y en contraposición a la ley de Ohm, no todos recorridos por la misma intensidad de corriente. De hecho éste fue el detalle que hizo que el ingeniero Gabriel Kron reformulara la ley de Ohm como un tensor covariante de primer orden y la publicara en 1939, aunque en ese tiempo, como en el caso de George Ohm, algunos matemáticos alemanes le criticaron su falta de rigor matemático por sus métodos intuitivos algo oscuros.
La ley de voltajes de Kirchhoff (LVK) dice:
En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la suma de todas las subidas de tensión. De forma equivalente, En toda malla la suma algebraica de los voltajes alrededor de cualquier trayectoria cerrada en un circuito es cero en todo instante.
En sí, la segunda ley establece que en una malla de un circuito la suma de las diferencias de potencial de las fuentes de alimentación es igual a la suma de las diferencias de potencial o caídas de tensión de los elementos receptores.
Proviene de que entre dos puntos cualesquiera de un circuito lineal abierto, la suma algebraica de las fuerzas electromotrices, más la suma algebraica de las caídas de tensión producidas por las intensidades de las corrientes en las resistencias de las ramas respectivas, es igual al potencial del punto último, V2, menos el potencial del primer punto V1. Por lo tanto, tenemos:
Aquí se muestra un circuito en el que se indican los alambres y nodos ideales.
Veamos en el circuito los elementos y una fuente de voltaje. El voltaje a través de cada elemento aparece con su respectivo signo. Comenzando con el nodo C , la suma de voltajes alrededor de la malla es
-V1+V2-V3 = 0
Una convención usual es tomar el signo del voltaje en la primera terminal del elemento que se encuentre al recorrer una trayectoria. Por tanto, a partir de la terminal C se encuentra el signo menos de V1, después el signo más de V2 y por último el signo menos de V3.
EJEMPLOS:
En un circuito de una malla donde existan dos fuentes de alimentación U1 y U2 y dos elementos receptores ZA y ZB por los que circule una corriente eléctrica I, en la forma dispuesta en la siguiente figura , la ecuación que define el comportamiento de dicho circuito será:
2.- Ejemplo relacionado al ejemplo 4 de la Primera Ley de Kirchhoff.
Hay otra solución para el problema. Suponga que las tres resistencias del ejemplo anterior se conectan en paralelo como se muestra en la figura siguiente.
La corriente en cada una puede obtenerse de la ley de Ohm como se muestra más abajo, siendo I1 la corriente a través de R1, I2 la corriente a través de R2, e I3 la corriente a través de R3.
Por conveniencia, la resistencia se expresará en kilohms, por tanto la corriente estará en miliamperios.
I total =I1 + 12 + 13 = 50 + 12,5 + 31,25 = 93,75 mA
"La corriente que circula hacia un nodo o punto de derivación es igual a la suma de las corrientes que abandonan el nodo o derivación."
Por tanto, la resistencia total del circuito es
Rtotal= E / I = 250 / 93,75 = 2,667 KO
