¿Quién fue Gustav Kirchhoff?
Gustav Robert Kirchhoff nació en Königsberg - Prusia, el 12 de marzo de 1824, fue un físico alemán, cuyas principales contribuciones científicas se centraron en los campos de los circuitos eléctricos, la teoría de placas, la óptica, la espectroscopia y la emisión de radiación del cuerpo negro. Falleció en Berlín el 17 de octubre de 1887.
Este Físico alemán nos dejó dos leyes denominadas de los nodos (o nudos) y ley de las mallas.
Ley de los nodos:
La suma de las intensidades de corriente que entran a un nodo es igual a la suma de las intensidades de corriente que sale de él.
Ley de las mallas:
En un circuito cerrado (malla) la suma algebraica de las tensiones en la malla es igual a la suma de los productos de cada resistencia por la corriente que circula por ella.
Ejemplo de la ley de Kirchhoff
En el siguiente ejemplo vamos a encontrar la caida de voltaje que tendrá el resistor de 10 Ω.
SOLUCION
Tenemos 2 mallas:
-12 + 20I1 + 10(I1-I2) = 0
-12 + 20I1 + 10I1 - 10I2 = 0
-12 + 30 I1 - 10 I2= 0
30I1 - 10I2= 12
15I1 - 5I2= 6 ................. (1)
6 + 10(I2-I1) + 30 I2 = 0
6 + 10 I2 - 10 I1 +30 I2= 0
6 + 40I2- 10 I1 = 0
-10 I1 + 40 I2= -6
5I1 -20 I2= 3 ...................... (2)
Hemos formado el siguiente sistema:
15 I1 - 5I2= 6
5I1 - 20 I2 = 3
Es lo mismo que:
-60I1 +20I2 = -24
5I1 -20 I2= 3
Sumando los dos queda:
-55I1 = -21
I1 = 21/55
I1 = 0.381
Reemplazando en (1)
15 I1 - 5 I2 = 6
(15)(0.381) - 5I2 = 6
-5 I2 = 6 - (15)(0.381)
-5I2 = -0.285
I2 = - 0.057
Luego la caida de voltaje en el resistor de 10 ohmios es:
V = RxI = 10(I2 - I1) = 10 (0.381+0.057) = (10)(0.43554) = 4.38 Voltios
Rpta: 4.38 Voltios
Diccionario electrónico
¿Qué es la Conductividad?
La conductividad, en el contexto de la electrónica y la física de materiales, se refiere a la capacidad de un material para permitir el flujo de corriente eléctrica a través de él. En otras palabras, es una medida de la facilidad con la que los electrones pueden moverse a través de un material en respuesta a la aplicación de un campo eléctrico. La conductividad es una propiedad fundamental que determina cómo los materiales interactúan con la electricidad y es esencial para el funcionamiento de muchos dispositivos electrónicos.
La conductividad eléctrica está relacionada con la densidad de portadores de carga y su movilidad en un material. Los portadores de carga pueden ser electrones (carga negativa) o huecos (falta de electrones, con carga positiva) en el caso de semiconductores y aislantes. En metales, los portadores de carga son principalmente electrones.
La conductividad se expresa mediante el concepto de resistividad (ρ), que es la resistencia eléctrica específica de un material y se mide en ohmios por metro (Ω∙m). La relación entre la conductividad (σ) y la resistividad es:
σ = 1 / ρ
Materiales altamente conductores, como los metales, tienen una baja resistividad y una alta conductividad, lo que significa que permiten que los electrones se muevan fácilmente a través de ellos. Por otro lado, los aislantes tienen una alta resistividad y, en consecuencia, una baja conductividad, lo que limita el flujo de corriente eléctrica.
La conductividad de un material depende de varios factores:
- Densidad de portadores de carga: Cuanto mayor sea la densidad de electrones libres o huecos en un material, mayor será su conductividad. En los metales, la densidad de electrones es alta, lo que contribuye a su alta conductividad.
- Movilidad de los portadores de carga: La velocidad a la que los portadores de carga pueden moverse a través del material afecta su conductividad. Si los portadores de carga encuentran obstáculos o dificultades para moverse, la conductividad disminuye.
- Estructura cristalina: La organización de los átomos en un material influye en la conductividad. Los metales tienen una estructura cristalina que permite a los electrones moverse libremente, mientras que en los semiconductores, la estructura puede ajustarse para alterar su conductividad.
- Temperatura: La conductividad de algunos materiales cambia con la temperatura. En los semiconductores, por ejemplo, el aumento de temperatura puede aumentar la densidad de portadores de carga y, por lo tanto, la conductividad.
En resumen, la conductividad es un concepto fundamental en electrónica y física de materiales que describe la capacidad de un material para permitir el flujo de corriente eléctrica. Esta propiedad es esencial para comprender y diseñar una amplia gama de dispositivos electrónicos, desde cables y circuitos hasta semiconductores y componentes avanzados.
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