La segunda regla de Kirchhoff establece que la variación del potencial eléctrico en la circunferencia de un circuito cerrado es cero. Esta regla se basa en la ley de conservación de la energía, que afirma que la energía es eterna.
Para entender mejor esto, imagine la carga eléctrica moviéndose en un circuito cerrado, como en la figura. Cuando una carga eléctrica pasa a través de un resistencia eléctrica (R), el energía potencial eléctrica se reduce porque se utiliza en estas resistencias. Si la carga eléctrica pasa a través de otra resistencia eléctrica, la energía potencial eléctrica disminuye de nuevo porque se utiliza de nuevo en la resistencia. Además, cuando la carga eléctrica pasa a través de la fuente de voltaje de un potencial bajo a un potencial alto, la energía potencial eléctrica aumenta. Cuando regresa a su punto original, la energía potencial eléctrica es la misma que antes, donde el cambio en la energía potencial eléctrica es cero. Al aplicar KirchhoffLa segunda regla para un circuito eléctrico es que utilizamos el cambio en el voltaje eléctrico, no el cambio en la energía potencial eléctrica.
El circuito mostrado en la figura anterior se puede analizar mediante la ley de Ohm (V = IR) y la ecuación para resistencias en serie o en paralelo. Circuitos más complejos, como el de la figura, se pueden analizar mediante la primera y la segunda ley de Kirchhoff.
A continuación, se presentan algunas reglas importantes al utilizar la segunda regla de Kirchhoff para analizar un circuito.
Primero , elige la dirección de la corriente, ya sea en sentido horario o antihorario. Si la respuesta es negativa, la dirección real de la corriente eléctrica coincide con la dirección elegida. Si la respuesta es positiva, la dirección real de la corriente eléctrica coincide con la dirección seleccionada.
En segundo lugar , al pasar por una fuente de voltaje de un potencial alto a uno bajo (de -), se produce una disminución del voltaje eléctrico, de modo que el voltaje es negativo (ΔV = -ε). Por el contrario, si se mueve de un potencial bajo a uno alto (de - a ), se produce un aumento del voltaje eléctrico, de modo que el voltaje es positivo (ΔV = ε).
En tercer lugar , cuando la corriente atraviesa una resistencia eléctrica, si el circuito está en la dirección de la corriente, el voltaje es negativo (V = – IR). Por el contrario, si el circuito está en dirección opuesta a la de la corriente, el voltaje es positivo (ΔV = IR).
Problema de ejemplo 1:
R1 = 200 Ω y R2 = 300 Ω. ε = 12 voltios. Calcule la corriente eléctrica que fluye en el circuito usando Kirchhoff¡La segunda regla!
La Solución:
La dirección del sentido horario.
– IR 1 – IR 2 + ε = 0
– 200 I – 300 I + 12 = 0.
– 500 I + 12 = 0
– 500 I = – 12
yo = 12 / 500
Yo = 0.024 A
Si se calcula utilizando la ley de Ohm y la fórmula para la combinación de resistencias en serie:
R = R 1 + R 2 = 200 + 300 = 500 Ω.
Ecuación de la ley de Ohm:
V = IR
I = V / R = 12 / 500 = 0.024 A.
Problema de ejemplo 2:
R 1 = 100 Ω, R 2 = 200 Ω, R 3 = 300 Ω, ε 1 = 9 voltios, ε 2 = 12 voltios. ¡Calcula la magnitud y la dirección de la corriente eléctrica en el circuito!
La Solución:
Seleccione la dirección de la corriente eléctrica y la dirección del bucle será la misma que la del sentido horario.
– IR 1 – IR 2 – ε 1 – IR 3 + ε 2 = 0
– 100 I – 200 I – 9 – 300 I + 12 = 0
– 100 I – 200 I – 300 I + 3 = 0
– 600 I + 3 = 0
– 600 I = – 3
yo = 3 / 600
Yo = 0.005 A
La corriente eléctrica es positiva, por lo que su dirección coincide con la dirección elegida.
