ley de voltaje de kirchhoff

 

Ley de Voltaje de Kirchhoff (LVK)

La idea básica

Imagina que subes una montaña y luego bajas exactamente por el mismo camino hasta donde empezaste. Sin importar cuántas subidas y bajadas hagas en el camino, al final regresas a la misma altura de la que partiste. La suma de todo lo que subiste menos todo lo que bajaste da cero.

Eso es exactamente lo que dice la Ley de Voltaje de Kirchhoff, pero con energía eléctrica en lugar de altura:

En cualquier lazo (circuito cerrado), la suma de todas las subidas de voltaje es igual a la suma de todas las caídas de voltaje.

O dicho de otra forma más simple para el examen:

$$\sum V = 0$$

La suma de todos los voltajes alrededor de un circuito cerrado siempre da cero.

¿Por qué pasa esto?

El voltaje es como la "energía por carga" que tiene la corriente eléctrica. La batería (o pila) le da energía a la corriente al pasar por ella (eso es una subida de voltaje). Luego, esa corriente pasa por resistencias, focos, motores, etc., y ahí pierde esa energía en forma de calor, luz o movimiento (eso son caídas de voltaje).

Como la energía no se crea ni se destruye, toda la energía que la carga ganó en la batería tiene que perderla completa en los demás elementos del circuito. No puede "sobrarle" ni "faltarle" energía cuando regresa al punto de partida.En este circuito, la batería sube el voltaje 9 V, y las dos resistencias lo bajan 4 V y 5 V respectivamente. Si sumas todo el recorrido del lazo (subidas positivas, caídas negativas): 9 − 4 − 5 = 0. Exactamente lo que predice la ley.

Cómo se usa en la práctica

Cuando resuelvas un problema con LVK, sigue estos pasos:

1. Elige un sentido para recorrer el lazo (horario o antihorario, no importa cuál, pero sé consistente).
2. Asigna signos: si al recorrer el lazo pasas de − a + en un elemento (como una batería), es una subida (+). Si pasas de + a − (como en una resistencia por donde fluye corriente en ese sentido), es una caída (−).
3. Suma todo e iguala a cero: $V_1 + V_2 + V_3 + ... = 0$
4. Despeja la incógnita que te piden (puede ser un voltaje, una resistencia o una corriente, usando también la Ley de Ohm: $V = IR$).

Un truco para no confundirte con los signos

Piensa en la batería como quien te presta dinero (te "da" voltaje) y en las resistencias como las deudas que vas pagando conforme recorres el circuito. Al final de la vuelta completa, ya pagaste exactamente lo que te prestaron. No puedes deber ni tener de sobra.

¿Para qué sirve esto?

Esta ley (junto con la Ley de Corriente de Kirchhoff) te permite calcular voltajes, corrientes y resistencias desconocidas en circuitos que tienen varias baterías o varias resistencias, situaciones donde la simple Ley de Ohm ($V=IR$) no basta por sí sola.