3.6: Ley de Voltaje de Kirchhoff

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Junto con la ley de Ohm, la ley clave que rige los circuitos en serie es la ley de voltaje de Kirchhoff, o KVL. Nombrada en honor al físico alemán del siglo XIX Gustav Kirchhoff, esta ley establece que la suma de subidas de voltaje y caídas de voltaje alrededor de un bucle en serie debe ser igual a cero (las subidas y caídas que tienen polaridades opuestas). Como alternativa, puede reformularse ya que la suma de voltaje aumenta alrededor de un bucle en serie debe ser igual a la suma de caídas de voltaje. Como una pseudo fórmula:

\[\sum V\uparrow = \sum V\downarrow \label{3.4} \]

La regla del divisor de voltaje (VDR)

Una consecuencia de KVL es la regla del divisor de voltaje (VDR). En una conexión en serie, la corriente es la misma a través de cada componente. Por lo tanto, las caídas de voltaje en una conexión en serie deben ser directamente proporcionales al tamaño de las resistencias: cuanto mayor sea la resistencia, mayor será su voltaje y mayor será su participación en el voltaje total aplicado a la conexión en serie. Por lo tanto, el voltaje a través de cualquier resistencia debe ser igual al voltaje neto suministrado multiplicado por la relación entre la resistencia de interés y la resistencia total:

\[V_{Rx} = E \cdot R_X /R_{TOTAL} \label{3.5} \]

De hecho, la Ecuación\ ref {3.5} es solo una combinación de dos cálculos de la ley de Ohm en una sola fórmula. La corriente circulante es igual a\(E/R_{TOTAL}\). Esta corriente se multiplica entonces por la resistencia de interés (\(R_X\)) para llegar al voltaje a través de esa resistencia (\(V_{Rx}\)). Cabe señalar que “la resistencia de interés” puede, de hecho, ser la suma de múltiples resistencias en serie. Si bien no se requiere VDR para ningún análisis en particular, sirve para dos propósitos: primero, ahorra algo de tiempo porque salta sobre el cálculo de la corriente, y segundo, refuerza el ideal de una división proporcional de voltaje en una conexión en serie. Por ejemplo, si hay dos resistencias en serie y una de ellas es el doble del tamaño que la otra, entonces debe darse el caso de que la resistencia más grande vea el doble de voltaje que la resistencia más pequeña.