CONEXIÓN EN SERIE
Los elementos de un circuito eléctrico están conectados en serie cuando van
colocados uno a continuación del otro a lo largo de un solo conductor, de
manera que un electrodo que circula por el circuito habrá de pasar por todos
ellos, uno detrás de otro.
Si se diera el caso de que cualquiera de estos se desconectara, o se averiara,
el paso de la corriente quedaría cortado.
CONEXIÓN
EN PARALELO
Cuando los elementos de un circuito están conectados en diferentes cables que forman ramificaciones dentro de el circuito.
Si se da el caso de que un electrodo pasa a través de uno de estos elementos, no podrá pasar por ninguno de los otros elementos que estén conectados en el circuito. Si se desconecta o se estropea uno, la resta continuará funcionando
Cuando los elementos de un circuito están conectados en diferentes cables que forman ramificaciones dentro de el circuito.
Si se da el caso de que un electrodo pasa a través de uno de estos elementos, no podrá pasar por ninguno de los otros elementos que estén conectados en el circuito. Si se desconecta o se estropea uno, la resta continuará funcionando
Ley de Voltaje de Kirchhoff
La ley de voltaje de Kirchhoff indica
que la suma de voltajes alrededor de una trayectoria o circuito cerrado debe
ser cero. Matemáticamente, esta dada por
Como referencia, esta ley es también llamada Segunda
ley de Kirchhoff, regla de bucle o malla de Kirchhoff.
Un Ejemplo
La suma de todos los voltajes al rededor del bucle es igual
a cero.
Observamos cinco voltajes en la imagen de la derecha: v4 a
través de una fuente de alimentación y los cuatro voltajes v1, v2,
v3 y v5 a traves de las resistencias R1,
R2, R3 y R5, respectivamente. El voltaje
de alimentación y las resistencias R1, R2 y R3 componen
una ruta de circuito cerrado, de este modo la suma de los voltajes v4,
v1, v2 y v3 debe ser 0.
La resistencia R5 esta por
fuera del bucle cerrado, y por eso no desempeña ningún papel en el calculo de
la ley de voltaje de Kirchhoff. (observe que trayectorias cerradas pueden ser
definidas e incluir a R.en este caso, el voltaje v5 a través R5 debe
ser considerado en el calculo de la ley de Kirchhoff de voltaje.)
Ahora si tomamos el punto d en la imagen
como nuestro punto de referencia y arbitrariamente seleccionamos su voltaje a
cero, podemos observar como el voltaje cambia mientras que recorremos el
circuito hacia la derecha. Yendo del punto d al punto a a
través de la fuente de voltaje, experimentamos un aumento del voltaje de v4 voltios (como
el símbolo para la fuente de voltaje en la imagen indica que a está
en un voltaje positivo con respecto a el punto d). En un viaje
desde el punto a al punto b, nosotros cruzamos un
resistor. Vemos claramente del diagrama que, puesto que hay solamente una sola
fuente de voltaje, la corriente debe fluir de ella desde el Terminal positivo a
su Terminal negativo—siguiendo una trayectoria hacia la derecha. Así de
la Ley de Ohm,
observamos que el voltaje cae del punto a al punto b a
través del resistor R1. Así mismo el voltaje cae a través de los
resistores R2 y R3. Habiendo cruzado R2 y
R3, llegamos detras del punto d, donde nuestro voltaje
es cero (apenas como lo definimos). Experimentamos asi un aumento en voltaje y
tres caidas de voltajes mientras que atravesamos el circuito. La implicación de
la ley del voltaje de Kirchhoff es que, en un circuito simple con solamente una
fuente de voltaje y cualquier número de resistores, la caída de voltaje a
través de los resistores es igual al voltaje aplicado por la fuente de voltaje:
La ley del voltaje de Kirchhoff se puede ampliar fácilmente
a circuitos que contienen Condensadores.
Ley de Corriente de Kirchhoff
La ley de corriente eléctrica de Gustav
Kirchhoff establece que la suma de las corrientes que entran a
un punto en particular deben ser 0. Matematicamente, esta dada por:
Advierta que la corriente positiva sale de un punto, y la
que entra a un punto es considerada negativa.
Como Referencia, esta ley es llamada algunas veces Primera
ley de Kirchhoff, Regla de nodos de Kirchhoff, Regla de
Union de Kirchhoff.
Un Ejemplo
La corriente total que entra a cualquier punto es
cero .
Observamos cuatro corrientes "entrando" a la unión
(en realidad dos entran y dos salen) representada como un circulo negro en la
imagen de la derecha. Por supuesto, cuatro corrientes están existiendo
actualmente en la juntura, pero para propósito del análisis del circuito
generalmente se considera que actualmente las corrientes positivas fluyen hacia
afuera a través de la unión y las corrientes negativas fluyen hacia la unión
(matemáticamente la misma cosa). hacer esto nos permite escribir la ecuación de
la ley de Kirchhoff como ejemplo:
En este punto puede no parecer claro por que insistimos en
que las corrientes negativas fluyen hacia la unión mientras que las corrientes
positivas fluyen hacia afuera. Pero note que la imagen de la derecha nos provee
mas información de la que podríamos esperar cuando analizamos un circuito, las
flechas nos ayudan a identificar la dirección en que la corriente fluye. Si no
contamos con la asesoría no podríamos, seguramente, emitir un juicio de hacia
donde fluye la corriente (i.e., colocando un símbolo negativo) hasta que
pudiéramos calcularla, podríamos confundirnos nosotros mismos y cometer
errores.
Sin embargo en este caso tenemos información extra de la
imagen de la derecha que indican la direccion de la corriente, entonces debemos
tomar ventaja de esto. sabemos que las corrientes i2 e i3 fluyen
hacia el nodo, y que las corrientes i1 e i4 fluyen
hacia afuera. y podemos escribir: