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Ley de Kirchhoff

La ley de Kirchhoff son dos igualdades que se fundamentan en la preservación de la energía y la carga de los circuitos eléctricos. La ecuación de Kirchhoff es empleada en la termodinámica para calcular el aumento de entalpía en diversas temperaturas pues el cambio de entalpía no se produce en intervalos mayores de temperatura constantemente. El físico alemán Gustav Robert Kirchhoff fue el precursor de esta ecuación en la cual contribuyó en el campo científico de los circuitos eléctricos.

Ley de Kirchhoff

Qué es Ley de Kirchhoff

Constituyen un conjunto de leyes creadas por Gustav Kirchhoff en 1846, están estrechamente relacionadas con la conservación energética y de cargas a nivel de un circuito eléctrico. Su uso principal en el área de las ciencias es permitir encontrar o establecer las tensiones o corrientes en diferentes puntos de los circuitos eléctricos.

Sin embargo, no solo existen leyes relacionadas a los circuitos de electricidad, también están las utilizadas en el área de la espectroscopia. Así existen por ejemplo la ley de corriente de Kirchhoff, ley de voltaje de Kirchhoff y la ley de tensiones de Kirchhoff.

Gustav Kirchhoff

Creador de varias leyes conocidas en el campo de la física, nacido en Berlín en el año 1824. Fue un físico alemán que investigó en áreas como los campos de los circuitos eléctricos, lo conocido como la teoría de las placas y también realizó varios aportes sobre espectroscopia y óptica.

Su educación universitaria fue en Königsberg, específicamente en la Universidad de Albertus, posterior a su graduación se mudó a Berlín en medio de una crisis sociopolítica y económica, sin embargo, Gustav poseía una buena posición social y no se vio afectado por la situación para continuar sus estudios y preparación.

Es conocido por ser uno de los primeros investigadores en estudiar y explicar el comportamiento de las líneas oscuras espectrales del sol, haciendo un aporte enorme al área de la astronomía.

Su salud presentó una serie de dificultades que lo obligaban a hacer uso de silla de ruedas o muletas, a medida que fue avanzando se le dificultaba cada vez más la experimentación, debido a esto en 1875 decidió dedicarse a la enseñanza por medio de la cátedra de física matemática en Berlín. Muere en octubre de 1887.

Las 3 leyes de la espectroscopia de Kirchhoff

Ley de Kirchhoff - Espectrocopio

Consta de un trío de leyes que explican el funcionamiento de la emisión de luz por medio de un objeto incandescente, y son las siguientes:

  1. Un objeto sólido caliente produce luz en espectro continuo.
  2. Un gas tenue produce luz con líneas espectrales en longitudes de onda discretas que dependen de la composición química del gas.
  3. Un objeto sólido a alta temperatura rodeado de un gas tenue a temperaturas inferiores produce luz en un espectro continuo con huecos en longitudes de onda discretas cuyas posiciones dependen de la composición química del gas.

Las 2 leyes de la electricidad de Kirchhoff

Consiste en su par de leyes o enunciado más conocidos en el campo de la física, se encargan de explicar por medio de la ley de Kirchhoff fórmula y ley de Kirchhoff ejercicios la manera en la cual actúa la energía y las cargas eléctricas en cuanto a su conservación en un circuito. Estas son las siguientes:

Ley de los nodos

También conocida como la primera ley de Kirchhoff o ley de corriente de Kirchhoff establece lo siguiente:

Se entiende como la ley de corrientes de Kirchhoff y su artículo describe que, si la suma algebraica de las corrientes que entran o salen de un nodo es igual a cero en todo instante. Es decir, que en cualquier nodo, la suma de todos los nodos más las corrientes que entran en el nodo no es igual a las suma de las corrientes que salen.

I (llegan) = I (salen).
I = 0 en un nodo cualquiera.

Ley de las mallas

Esta es la mencionada segunda ley de Kirchhoff, también conocida como ley de las mallas o de voltaje y describe lo siguiente:

Si la suma algebraica de los voltajes alrededor de cualquier lazo (camino cerrado) en un circuito, es igual a cero en todo instante. En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es semejante a la tensión total suministrada, de manera equitativa. En toda malla la suma algebraica de diferencias de potencia eléctrica es igual a cero.

(I .R) en las resistencias es cero.
V = 0 en cualquier malla de la red

Fórmula de la difracción de Kirchhoff

La ley de Kirchhoff fórmula sobre la difracción permite establecer o estudiar cual es el comportamiento de la luz en relación a su propagación a través de diferentes escenarios o configuraciones. Esta presenta una resolución a través del teorema integral el cual es el siguiente:

En el caso de ondas monocromáticas:

Ley de Kirchhoff - Ondas monocromáticas

Mientras que en las ondas no monocromáticas:

Ley de Kirchhoff - Ondas no monocromáticas

Importancia de las Leyes de Kirchhoff

La importancia recae en el hecho de que permiten comprender y facilitan el estudio de una gran cantidad de fenómenos y procesos en el campo de la física, debido a esto es importante que desde la educación básica sean explicadas por medio de ley de Kirchhoff ejemplos para que las personas obtengan conocimientos básicos fundamentales en el área.

Ejercicios resueltos de la Ley de Kirchhoff

A continucación se presentan ejercicios resueltos de esta ley.

Preguntas Frecuentes sobre Ley de Kirchhoff

¿Qué son las leyes de Kirchhoff?

Conjunto de enunciados que explican el comportamiento de fenómenos físicos relacionados principalmente a la preservación de energía, corrientes y espectroscopia. Leer más

¿Para que se utilizan las Leyes de Kirchhoff?

En principio el mayor uso se da en la parte de física eléctrica ya que permite establecer la conservación de cargas y energía en diferentes puntos de un circuito. Leer más

¿Qué dice la segunda ley de Kirchhoff?

Establece que en toda malla la suma algebraica de diferencias de potencia eléctrica es igual a cero. Leer más

¿Cómo resolver circuitos con la ley de Kirchhoff?

A través de su fórmula y el teorema que permite determinar el voltaje y la corriente que pasa a través de un circuito. Leer más

¿Cómo calcular la corriente con la ley de Kirchhoff?

Según su norma la intensidad total, será determinada por la suma de las dos corrientes que forman parte del circuito o sistema. Fórmula: IT = I1 + I2. Leer más


Bibliografía

Rodríguez, Dangeolo. ( Última edición:16 de junio del 2021). Definición de Ley de Kirchhoff. Recuperado de: https://conceptodefinicion.de/ley-de-kirchhoff/. Consultado el 3 de agosto del 2021