Читать книгу Electrónica para makers - Паоло Аливерти - Страница 15

Veamos ahora algunas características respecto al comportamiento de tensiones y corrientes que nos serán muy útiles para entender el funcionamiento de los circuitos electrónicos. Conectamos entre sí los terminales (también llamados reóforos) de unos dipolos. Los terminales están unidos por un nodo, que es un punto muy especial para los fenómenos eléctricos. Recurramos a nuestra analogía habitual: una conexión hidráulica está formada por distintos tubos que se conectan en un único punto. En este caso, si por un tubo llega agua, esta se esparce por los otros tubos. Si el agua llegara desde más tubos, se equilibraría por sí misma, distribuyéndose e intentando salir de los tubos disponibles. Lo que no podría ocurrir nunca es que el agua fluyera de todos los tubos: ¿desde dónde llegaría? ¡El agua no puede materializarse de la nada! La situación contraria, es decir, que el agua llegara de todos los tubos, también sería un problema.

Figura 1.19 – La suma de las corrientes en un nodo siempre es igual a cero.

Podemos observar el mismo comportamiento en las corrientes: en un nodo pueden entrar o salir distintas corrientes, lo importante es que, si entra una cantidad determinada de corriente, la misma cantidad sea la que salga. En un nodo llegan cuatro cables o hilos por los cuales fluyen las corrientes: i₁, i₂, i₃, i₄. Una regla sería: la corriente que entra en el nodo es de signo positivo, mientras que si sale, el signo es negativo. La suma de todas las corrientes en el nodo siempre debe ser igual a cero.

Esta fórmula se denomina Ley de corrientes de Kirchhoff. Si las corrientes de la figura 1.19 valen:

i₄ se calculará del siguiente modo:

La corriente i₄ es de signo positivo y, por tanto, según la regla que hemos establecido, será entrante en el nodo.

Un circuito es una red de componentes dónde podemos identificar mallas, es decir, anillos. Un anillo está formado por un camino cerrado que podemos recorrer caminando solo por los elementos del circuito: cables y componentes. Un circuito contiene varios anillos, los cuales tienen partes en común.

Figura 1.20 - El circuito de la figura tiene tres mallas.

La tensión en los extremos de un dipolo se puede indicar con una flecha que ayuda a identificar la polaridad, porque su punta señala el polo positivo. También podríamos medir esta tensión con un tester o un multímetro, aunque solo podremos leer algo si el componente se encuentra en un circuito y está alimentado. A menudo no se conoce el sentido de la tensión (es decir, por qué parte es positivo y por cuál, negativo), por lo que podemos sencillamente dibujar las flechas sobre los dipolos en el sentido que queramos. Si, tras haber efectuado los cálculos, resulta que la tensión tiene un valor negativo, será suficiente con girar el sentido de la flecha.

Figura 1.21 – En la primera figura, hemos dibujado primero las flechas de color azul y después hemos hecho los cálculos. De ellos se desprende que la tensión en el dipolo número tres es negativa. En la segunda figura hemos redibujado la flecha en el tercer dipolo orientada correctamente.

Existe una versión del Teorema de tensiones de Kirchhoff: si sumamos las diferencias de potencial de los lados de un anillo cualquiera, veremos que su suma es igual a cero. Esta regla vale para cualquier anillo del circuito y, de hecho, es más o menos como resolver un sudoku.

Figura 1.22 – En este circuito se han calculado las tensiones de cada dipolo. La suma de las tensiones de cada posible anillo es siempre igual a cero.

En el circuito dibujado en la figura 1.22 ya se han calculado las tensiones para cada dipolo. Así, podemos comprobar fácilmente que, en tres posibles anillos del circuito, la suma de las tensiones siempre es igual a cero.