Las leyes de Gustav Kirchhoff y Kirchhoff para circuitos eléctricos

Gustav Robert Kirchhoff (12 de marzo de 1824 - 17 de octubre de 1887) fue un físico alemán. Es mejor conocido por desarrollar Leyes de Kirchhoff, que cuantifican el Actual y voltaje en circuitos electricos. Además de las leyes de Kirchhoff, Kirchhoff hizo una serie de otras contribuciones fundamentales a la física, incluido el trabajo en espectroscopia y radiación de cuerpo negro.

Datos rápidos: Gustav Kirchhoff

Nacido en Königsberg, Prusia (ahora Kaliningrado, Rusia), Gustav Kirchhoff era el más joven de tres hijos. Sus padres fueron Carl Friedrich Kirchhoff, un asesor jurídico dedicado al estado prusiano, y Juliane Johanna Henriette von Wittke. Los padres de Kirchhoff alentaron a sus hijos a servir al estado prusiano lo mejor que pudieron. Kirchoff era un estudiante académicamente fuerte, por lo que planeaba convertirse en profesor universitario, lo que se consideraba un papel de funcionario público en Prusia en ese momento. Kirchhoff asistió a Kneiphofische High School con sus hermanos y recibió su diploma en 1842.

Después de graduarse de la escuela secundaria, Kirchhoff comenzó a estudiar en el departamento de Física y Matemáticas de la Universidad Albertus de Königsberg. Allí, Kirchhoff asistió a un seminario de matemática y física de 1843 a 1846 desarrollado por los matemáticos Franz Neumann y Carl Jacobi.

Neumann en particular tuvo un profundo impacto en Kirchhoff, y lo alentó a seguir la física matemática, un campo que se centra en el desarrollo de métodos matemáticos para problemas en física. Mientras estudiaba con Neumann, Kirchhoff publicó su primer artículo en 1845 a los 21 años.. Este documento contenía las dos leyes de Kirchhoff, que permiten el cálculo de la corriente y el voltaje en los circuitos eléctricos.

Las leyes de Kirchhoff para la corriente y el voltaje son la base del análisis de los circuitos eléctricos, lo que permite la cuantificación de la corriente y el voltaje dentro del circuito. Kirchhoff derivó estas leyes al generalizar los resultados de Ley de Ohm, que establece que la corriente entre dos puntos es directamente proporcional al voltaje entre esos puntos e inversamente proporcional a la resistencia.

Primera ley de Kirchhoff dice que en una unión dada en un circuito, la corriente que entra en la unión debe ser igual a la suma de las corrientes que salen de la unión. La segunda ley de Kirchhoff dice que si hay un circuito cerrado en un circuito, la suma de las diferencias de voltaje dentro del circuito es igual a cero.

A través de su colaboración con Bunsen, Kirchhoff desarrolló tres leyes de Kirchhoff para espectroscopía:

1. Los sólidos incandescentes, líquidos o gases densos, que se iluminan después de calentarse, emiten un continuo espectro de luz: emiten luz en todas las longitudes de onda.
2. Un gas caliente de baja densidad produce un línea de emisión espectro: el gas emite luz a longitudes de onda específicas y discretas, que pueden verse como líneas brillantes en un espectro oscuro.
3. Un espectro continuo que atraviesa un gas más frío y de baja densidad produce un línea de absorción espectro: el gas absorbe luz a longitudes de onda específicas y discretas, que pueden verse como líneas oscuras en un espectro continuo.

Debido a que los átomos y las moléculas producen sus propios espectros únicos, estas leyes permiten la identificación de átomos y moléculas que se encuentran en el objeto en estudio.

Kirchhoff también realizó un trabajo importante en radiación térmica y propuso la ley de radiación térmica de Kirchhoff en 1859. Esta ley establece que la emisividad (capacidad de emitir energía como radiación) y la absorbancia (capacidad de absorber radiación) de un objeto o superficie son iguales a cualquier longitud de onda y temperatura, si el objeto o la superficie está a temperatura estática equilibrio.

Mientras estudiaba la radiación térmica, Kirchhoff también acuñó el término "cuerpo negro" para describir un objeto hipotético que absorbía todo luz entrante y, por lo tanto, emitió toda esa luz cuando se mantuvo a una temperatura constante para establecer la temperatura equilibrio. En 1900, el físico Max Planck hipotetizaría que estos cuerpos negros absorbieron y emitieron energía en ciertos valores llamados "quanta. " Este descubrimiento serviría como una de las ideas clave para la mecánica cuántica.

En 1847, Kirchhoff se graduó de la Universidad de Königsberg y se convirtió en profesor no remunerado en la Universidad de Berlín en Alemania en 1848. En 1850, se convirtió en profesor asociado en la Universidad de Breslau y en 1854 en profesor de física en la Universidad de Heidelberg. En Breslau, Kirchhoff se encontró con el químico alemán Robert Bunsen, tras quien Mechero Bunsen fue nombrado, y fue Bunsen quien hizo los arreglos para que Kirchhoff viniera a la Universidad de Heidelberg.

En la década de 1860, Kirchhoff y Bunsen mostraron que cada elemento podía identificarse con un elemento único. patrón espectral, estableciendo que la espectroscopía podría usarse para analizar experimentalmente los elementos. La pareja descubriría los elementos. cesio y rubidio mientras investiga los elementos en el sol usando espectroscopía.

Además de su trabajo en espectroscopía, Kirchhoff también estudiaría la radiación del cuerpo negro, acuñando el término en 1862. Su trabajo se considera fundamental para el desarrollo de mecánica cuántica. En 1875, Kirchhoff se convirtió en presidente de física matemática en Berlín. Más tarde se retiró en 1886.

Kirchhoff murió el 17 de octubre de 1887 en Berlín, Alemania, a la edad de 63 años. Es recordado por sus contribuciones al campo de la física, así como por su influyente carrera docente. Las leyes de Kirchhoff para circuitos eléctricos ahora se enseñan como parte de cursos introductorios de física sobre electromagnetismo.

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