Magnitudes eléctricas y circuitos

8. ¿Cómo se mide la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico?

8.1. Ley de las mallas y la conservación de la energía en un circuito

Primero se explica qué es una malla. Una malla es un camino cerrado formado por elementos en un circuito. Por ejemplo, en la siguiente figura se muestra un circuito con una sola malla.

Figura 16. Circuito con una sola malla.

En este circuito hay un elemento que aporta energía eléctrica, la pila, y dos elementos que transforman esa energía en calor, los resistores. Si se recorre el circuito en el sentido convencional de la corriente, como está indicado en la figura, la diferencia de potencial (por convención) de la pila, se tomará positiva +ΔV_p y las diferencias de potencial de cada resistor se tomarán negativas: -ΔV₁ y -ΔV₂.

La ley de las mallas expresa que la suma de las diferencias de potencial en una malla es igual a cero. Para la situación de la figura:

Si se considera el concepto de ΔV:

La carga q que circula por el circuito por unidad de tiempo es igual en todo el circuito (circuito en serie), se la nombra q. A la energía que aporta la pila se la nombra Ep, a la que se transforma en el resistor R₁, E₁ y a la que se transforma en el resistor R₂, E₂.

Se puede observar que la carga q divide en todos los términos y por tanto se puede simplificar quedando:

Lo cual significa que la energía se conserva, ya que la energía aportada por la pila es transformada en cada uno de los elementos, es decir:

Esto significa que la energía se conserva en una malla. La energía aportada por la fuente se transforma en cada uno de los elementos de dicha malla.

Si en la malla hay más elementos conectados se agregan las diferencias de potencial que correspondan a ellos.