1.5 Leyes de Kirchhoff · ERA/IRESC EA5RCE

🔒 Modo revisión administrativa
Previsualización SAFE. No modifica matrícula ni progreso.

🎯 Objetivos

Identificar nodos, ramas y mallas; aplicar la primera ley de Kirchhoff a corrientes; aplicar la segunda ley a tensiones; combinar Kirchhoff con Ohm y reconocer aplicaciones en distribución de alimentación de una estación.

Importante: las leyes de Kirchhoff forman parte expresamente del bloque 1.1 del programa oficial de examen. Esta lección las separa para estudiarlas con mucha más profundidad.

1. Nodo, rama y malla

Nodo

Punto donde se unen dos o más conductores o ramas. Todos los puntos de un nodo ideal están al mismo potencial.

Rama

Camino entre dos nodos por el que circula una corriente.

Malla

Recorrido cerrado de un circuito.

Sentido de referencia

Podemos elegir sentidos para corrientes y tensiones; un resultado negativo indica que el sentido real es el contrario al supuesto.

2. Primera ley: corrientes de Kirchhoff (KCL)

La carga eléctrica no desaparece en un nodo. Por eso, la suma de corrientes que entran debe ser igual a la suma de las que salen.

I₁ + I₂ = I₃ + I₄

Entran 2 A + 3 A = 5 A. Si por una salida circula 1 A, por la otra deben salir 4 A.

3. Segunda ley: tensiones de Kirchhoff (KVL)

Al recorrer una malla completa, las subidas y caídas de potencial se compensan. Es una expresión de conservación de la energía.

+Vfuente − V₁ − V₂ = 0

La fuente aporta 12 V y las cargas presentan caídas de 5 V y 7 V: 12 − 5 − 7 = 0.

4. Kirchhoff + Ley de Ohm

En la práctica ambas herramientas se usan juntas. Kirchhoff establece las relaciones del circuito y Ohm permite expresar cada caída de tensión como V = I·R.

Ejemplo serie

Fuente de 12 V con R1=2 Ω y R2=4 Ω. Al estar en serie, Rtotal=6 Ω. Por Ohm, I=12/6=2 A. Las caídas son V1=2×2=4 V y V2=2×4=8 V. Kirchhoff confirma: 12−4−8=0.

Ejemplo nodo

Un distribuidor de 13,8 V alimenta tres ramas: transceptor 18 A, equipo auxiliar 2 A y ventilación 1 A. La corriente antes de la bifurcación será aproximadamente 21 A.

5. Aplicación a una estación de radio

Una estación puede tener una fuente común y varias ramas protegidas: transceptor, amplificador, interfaz digital, iluminación o accesorios. KCL ayuda a comprender que la corriente total de la fuente es la suma de las corrientes de las ramas. KVL ayuda a analizar caídas de tensión en cableado, fusibles y conectores.

Ejemplo práctico: si la fuente entrega 13,8 V pero al equipo llegan 12,6 V durante TX, hay 1,2 V de caída total en el recorrido de alimentación. Esa caída debe localizarse y no “desaparece”: forma parte del balance de tensiones de la malla.

6. Errores típicos

Sumar corrientes sin atender a su sentido.
Confundir una caída de tensión con una corriente.
Olvidar convertir mA a A.
No respetar los signos al recorrer una malla.
Creer que la corriente “se gasta” al atravesar una resistencia.
Aplicar KCL a puntos que no representan el mismo nodo.

7. Ejercicios resueltos

1. Entran 5 A y 2 A; salen 4 A e I. → I=3 A.

2. Fuente 24 V; caídas 10 V y 6 V. Tercera caída → 8 V.

3. Fuente 12 V, R1=3 Ω, R2=1 Ω en serie. → R=4 Ω; I=3 A; caídas 9 V y 3 V.

4. Nodo: 500 mA + 250 mA entran. Sale una rama de 0,1 A. Otra salida → 0,65 A = 650 mA.

5. Fuente 13,8 V; cable positivo cae 0,4 V, equipo recibe 13,0 V. Caída retorno → 0,4 V.

6. Tres equipos consumen 12 A, 3 A y 0,5 A. Fuente → 15,5 A.

8. Banco de entrenamiento · 25 preguntas

1. En un nodo entran 3 A y 2 A. Si solo existe una salida, ¿cuánto sale?
Respuesta: 5 A

2. KCL expresa conservación de:
Respuesta: La carga eléctrica

3. KVL se aplica principalmente a:
Respuesta: Un recorrido o malla cerrada

4. En una malla de 12 V con caídas de 7 V y 5 V, la suma algebraica es:
Respuesta: 0 V

5. Entran 10 A; salen 4 A y 3 A. La tercera salida es:
Respuesta: 3 A

6. Una fuente aporta 24 V y hay caídas de 8 V y 10 V. Falta:
Respuesta: 6 V

7. 500 mA + 500 mA equivalen a:
Respuesta: 1 A

8. En serie R1=2 Ω y R2=4 Ω:
Respuesta: Rtotal=6 Ω

9. 12 V sobre 6 Ω producen:
Respuesta: 2 A

10. Con I=2 A y R=4 Ω, la caída es:
Respuesta: 8 V

11. ¿La corriente se consume en una resistencia?
Respuesta: No; la energía se transforma, la carga se conserva

12. KCL también se conoce como ley de:
Respuesta: Corrientes de Kirchhoff

13. KVL también se conoce como ley de:
Respuesta: Tensiones de Kirchhoff

14. Si una fuente alimenta ramas de 20 A, 2 A y 1 A, entrega aproximadamente:
Respuesta: 23 A

15. 13,8 V menos 0,8 V de caída dejan:
Respuesta: 13,0 V

16. Si el resultado de una corriente es negativo:
Respuesta: El sentido real es contrario al supuesto

17. Una malla es:
Respuesta: Un recorrido cerrado

18. Un nodo es:
Respuesta: Una unión eléctrica de ramas

19. Una rama es:
Respuesta: Un camino entre nodos

20. Kirchhoff y Ohm:
Respuesta: Se complementan para analizar circuitos

21. Fuente 9 V y caídas 2 V + 3 V + X:
Respuesta: X=4 V

22. Entran 1,2 A y 0,8 A; salen 0,5 A y X:
Respuesta: X=1,5 A

23. La suma algebraica de tensiones en una malla ideal es:
Respuesta: 0

24. La suma de corrientes que entran en un nodo es:
Respuesta: Igual a la suma de las que salen

25. En una estación, KCL permite estimar:
Respuesta: La corriente total a partir de las ramas

9. Repaso final

KCL · NODOS

Lo que entra = lo que sale.

ΣI = 0

KVL · MALLAS

Subidas y caídas se equilibran.

ΣV = 0

Si además recuerdas V=I×R, ya dispones de las herramientas básicas para resolver una gran cantidad de circuitos elementales del examen.

← Lección 1.3 Volver al módulo 01

Leyes de Kirchhoff: corrientes y tensiones en circuitos