Circuito de una Malla

Para entender cómo resolver problemas que implican circuitos, tenemos que entender las reglas que implican este tipo de problema. 

Estas reglas son muy importantes, y debes prometerme que las llevarás contigo por el resto de tu vida. 

Siempre que trabajamos con circuitos tenemos que elegir un sentido para recorrer una determinada malla. Si el sentido que escogemos es el mismo sentido, o el sentido opuesto de la corriente, esto cambiará la forma en que evaluamos la diferencia de potencial a través de cada componente. 

En este capítulo, las flechas naranjas indican el sentido en que estamos recorriendo una determinada malla, o atravesando un determinado componente del circuito.

Regla de las Resistencias

• Cuando atravesamos una resistencia en sentido al de la corriente, la diferencia de potencial es \(-i R\).

• Cuando atravesamos una resistencia en sentido opuesto al de la corriente, la diferencia de potencial es \(+i R\).

Regla de las Fuentes

Cuando atravesamos una fuente de terminal negativo (barra menor) para el positivo (barra mayor), la diferencia de potencial es \(+\varepsilon\);

Cuando atravesamos una fuente de terminal positivo para el negativo, la diferencia de potencial es \(-\varepsilon\);

Regla de Mallas (Ley de mallas de Kirchhoff)

• La suma de todas la diferencias de potencial cuando recorres una malla es igual a cero. 

Vamos a aplicar la regla de mallas en un circuito simple:

Tenga en cuenta que, en este sentido, estamos atravesando la fuente de negativo a positivo, por tanto la diferencia de potencial será \(+\mathscr{E}\). Además, atravesamos la resistencia en el mismo sentido que el de la corriente, entonces, la diferencia de potencial en ese caso será  \(-i R\). 

De forma que, aplicando la Ley de mallas de Kirchhoff, tendremos:

\(\mathscr{E}-i R=0\)

Por otra parte, podemos ver que, en un circuito simple con una fuente ideal y un resistor, la fuerza electromotriz será:

\(\mathscr{E}=i R\)

Fuentes con Resistencia Interna (Fuentes Reales)

La resistencia interna de la fuente es la resistencia eléctrica de los materiales conductores que existen dentro de la fuente y, por lo tanto, es parte integrante de la fuente.

Para entender lo que ocurre en un circuito con fuentes reales, vamos a analizar un circuito simple compuesto por una fuente real y un resistor:

Aplicando la Ley de mallas de Kirchhoff, tendremos:

\(\mathscr{E}-i r-i R=0\)

A partir de esto, podemos ver que la corriente eléctrica en el circuito será dada por:

\(i=\frac{\mathscr{E}}{R+r}\)

Si quisiéramos trabajar con el caso de la fuente ideal, bastaría con decir que \(r=0\) ( es decir, la fuente no posee resistencia interna).

¡Vamos a practicar!