INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE ACAYUCAN
ING. EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
FISICA GENERAL SCF-1006 ING. ABRAHAM ALOR DE LOS SANTOS S ANTOS
UNIDAD VI ELECTRODINAMICA: 6.4 Leyes de Kirchhoff
JESSICA RAMIREZ PASCUAL 303 “A”
LUNES 14/NOVIEMBRE / 2011
OBJETIVO
Que el alumno comprenda el estudio y análisis de las leyes de Kirchhoff, al igual conocerá el comportamiento de ambas, para poder llevar a cabo su aplicación y explicar de manera lógica y razonada las posibles diferencias que existan entre ellas.
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INTRODUCCIÓN
Se introduce en este apartado lo que se entiende por circuito eléctrico y leyes de Kirchhoff así como su terminología al igual que algunos conceptos básicos necesarios para el estudio y comprensión de leyes de Kirchhoff.
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INDICE
ELEC TRODINÁMICA ...................................................................................................................... 5 ELEC TROMA GNETISMO ............................................................................................................... 5 CAMPO ELÉCTRICO ........................................................................................................................ 6 LEYES DE KIRCHHOFF..................................................................................................................... 8 LEY DE CORRIENTES DE KIRCHHOFF .............................................................................................. 8 LEY DE TENSIONES DE KIRCHHOFF ................................................................................................ 9 CONCLUSIÓN ............................................................................................................................... 11 BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................................. 12
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ELECTRODINÁMICA
La electrodinámica es la rama del electromagnetismo que trata de la evolución temporal en sistemas donde interactúan campos eléctricos y magnéticos con cargas en movimiento.
ELECTROMAGNETISMO El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell.
La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica, polarización eléctrica y polarización magnética), conocidas como ecuaciones de Maxwell.
El electromagnetismo es una teoría de campos; es decir, las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales o tensoriales dependientes de la posición en el espacio y del tiempo.
El electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre las sustancias sólidas, líquidas y gaseosas.
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Por ser una teoría macroscópica, es decir, aplicable sólo a un número muy grande de partículas y a distancias grandes respecto de las dimensiones de éstas, el electromagnetismo no describe los fenómenos atómicos y moleculares, para los que es necesario usar la mecánica cuántica.
El electromagnetismo considerado como fuerza es una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo actualmente conocido.
CAMPO ELÉCTRICO El campo eléctrico es un campo físico que es representado mediante un modelo que describe la interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica. Matemáticamente se describe como un campo vectorial en el cual una carga eléctrica puntual de valor q sufre los efectos de una fuerza eléctrica
dada por la siguiente ecuación:
(1)
En los modelos relativistas actuales, el campo eléctrico se incorpora, junto con el campo magnético, en campo tensorial cuadridimensional, denominado campo electromagnético Fμν.2
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Los campos eléctricos pueden tener su origen tanto en cargas eléctricas como en campos magnéticos variables.
Las primeras descripciones de los fenómenos eléctricos, como la ley de Coulomb, sólo tenían en cuenta las cargas eléctricas, pero las investigaciones de Michael Faraday y los estudios posteriores de James Clerk Maxwell permitieron establecer las leyes completas en las que también se tiene en cuenta la variación del campo magnético.
Esta definición general indica que el campo no es directamente medible, sino que lo que es observable es su efecto sobre alguna carga colocada en su seno. La idea de campo eléctrico fue propuesta por Faraday al demostrar el principio de inducción electromagnética en el año 1832.
La unidad del campo eléctrico en el SI es Newton por Culombio (N/C), Voltio por metro (V/m) o, en unidades básicas, kg·m·s−3·A −1 y la ecuación dimensional es MLT-3I-1.
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LEYES DE KIRCHHOFF Las leyes de Kirchhoff son dos igualdades que se basan en la conservación de la energía y la carga en los circuitos eléctricos. Fueron descritas por primera vez en 1845 por Gustav Kirchhoff. Son ampliamente usadas en ingeniería eléctrica.
Ambas leyes de circuitos pueden derivarse directamente de las ecuaciones de Maxwell, pero Kirchhoff precedió a Maxwell y gracias a Georg Ohm su trabajo fue generalizado. Estas leyes son muy utilizadas en ingeniería eléctrica para hallar corrientes y tensiones en cualquier punto de un circuito eléctrico.
LEY DE CORRIENTES DE KIRCHHOFF Esta ley también es llamada ley de nodos o primera ley de Kirchhoff y es común que se use la sigla LCK para referirse a esta ley. La ley de corrientes de Kirchhoff nos dice que:
En cualquier nodo, y la suma de todos los nodos y la suma de las corrientes que entran en ese nodo es igual a la suma de las corrientes que salen. De igual forma, La suma algebraica de todas las corrientes que pasan por el nodo es igual a cero.
Esta fórmula es válida también para circuitos complejos:
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La ley se basa en el principio de la conservación de la carga donde la carga en couloumbs es el producto de la corriente en amperios y el tiempo en segundos.
LEY DE TENSIONES DE KIRCHHOFF
Ley de tensiones de Kirchhoff, en este caso v 4= v1+v2+v3. No se tiene en cuenta a v5 porque no hace parte de la malla que estamos analizando. Esta ley es llamada también Segunda ley de Kirchhoff, ley de lazos de Kirchhoff o ley de mallas de Kirchhoff y es común que se use la sigla LVK para referirse a esta ley.
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En toda malla la suma de todas las caídas de tensión es igual a la tensión total suministrada. De forma equivalente, En toda malla la suma algebraica de las diferencias de potencial eléctrico es igual a cero.
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CONCLUSIÓN
Las Leyes de Kirchhoff de voltaje y corriente son dos métodos muy utilizados en el análisis de circuitos eléctricos. Al aplicar estos métodos podemos determinar valores desconocidos de corriente, voltaje y resistencia en circuitos resistivos.
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BIBLIOGRAFÍA
http://es.wikipedia.org/wiki/Electrodin%C3%A1mica http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_el%C3%A9ctrico http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico http://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_Kirchhoff
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