Leis de kirchhoff

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA

Relatório da Prática: 8
LEIS DE KIRCHHOFF

I – Introdução
A experiência é melhor compreendida quando se tem em mãos todos os conceitos que envolvem as leis de Kirchhof: Uma malha é definida como qualquer percurso fechado em um circuito e um nó como um ponto de interligação de três ou mais fios de um circuito.

-Ramo de um circuito: é um componente isolado tal como um resistor ou uma fonte. Este termo também é usado para um grupo de componentes sujeito a mesma corrente.
- Nó: é um ponto de conexão entre três ou mais ramos (entre 2: junção).
- Circuito fechado: é qualquer caminho fechado num circuito.
- Malha: é um circuito fechado que não tem um trajeto fechado em seu interior.

A Lei das Tensões deKirchhoff, também conhecida como a 1ª Lei de Kirchhoff ou Lei das Malhas, estabelece que é nula a soma algébrica das diferenças de potencial ao longo de uma malha qualquer.

Convenção: todas as tensões que estão no sentido da corrente são positivas.
E - E1 - E2 - E3 = 0
E = E1 + E2 + E3

Utilizando-se a lei de Kirchhoff tem-se:
E = R1I + R2I + R3I
E = (R1 + R2 + R3)I

Re = R1 + R2 + R3Resistência Equivalente

Esta lei é uma conseqüência imediata da definição de potencial elétrico. Deve-se, no entanto, definir um referencial adequado para diferenciar as tensões de sinais opostos.

A Lei das Correntes de Kirchhoff, também chamada de 2ª Lei de Kirchhoff ou Lei dos Nós, diz que a soma algébrica das correntes que convergem num nó de um circuito é nula. Evidentemente,correntes que entram em um nó devem ser consideradas de sinal oposto ao das que saem. Esta lei é conseqüência da conservação de cargas.

Convenção: As correntes que entram em um nó são consideradas como sendo positivas e as que saem são consideradas como sendo negativas.
-I1 - I2 + I3 + I4 =0

Aplicando esta lei ao circuito abaixo tem-se: IS - I1 - I2 - I3 = 0
IS = I1 + I2 + I3
Para o cálculo dacorrente deve-se fazer o seguinte:
Pela observação das equações apresentadas acima, pode-se dizer que a resistência equivalente de uma
associação de resistores ligados em série é dada por:

Para o caso especial de apenas 2 resistores em paralelo tem-se:

II – Objetivos
- Verificar experimentalmente as leis de Kirchhoff;

III – Material
- Fonte de contínua (variável de 0 a 12-V).
-Resistores;
- Voltímetro, amperímetro, ohmímetro;
- Cabos de conexão.

IV – Procedimento Experimental
Pré-Laboratório

Utilizando as leis de Kirchhoff, preencha a Tabela 8.2 para o circuito da Figura 8.4

Figura 8.4

Malha 1ABCDEFA | 10 -2i1 – 30i2 – 100i2 – 20i2 – 20i1 = 0-40i1 – 150i2 +10 = 0- (40x0,2) – (150x0,01333) + 10 = 0- 8 - 2 + 10 = 0 |
Malha 2BCDEB | 20i2 + 100i2 + 30i2 – 2 =0150i2 – 2 = 0(150x0,01333) – 2 = 0 |
I2 | 0,2A = 200mA |
I2 | 0,01333A = 13,333mA |
I3 | 0,21333A = 213,333mA |
Nó b | I3 – i2 – i1 = 0 213,333 – 13,333 – 200 = 0 |
P(fonte 10V) | P = U.IP = 10x0,2 = 2 Watt |
P(dissipada) | = Soma das Potências dissipadas= 20i1 + 20i2 + 100i2 + 30i2 + 50i3 + 20i1 = 40i1 + 150i2 + 50i3= (40x0,2) + (150x0,01333) + (50x0,21333)= 20,6 Watt |

Tabela 8.2Procedimentos

1 – Monte o circuito apresentado na Figura 8.5 e determine, com o multímetro, a diferença de potencial (d.d.p.) em cada elemento do circuito. Meça também as resistências. Use os valores obtidos para complementar a Tabela 8.3.

Obs: Os valores nominais das resistências são; R1 = 470Ω ; R2 = 820Ω; R1 = 1000Ω; R4 = 1800Ω; R5 = 560Ω; R6 = 820Ω.

Figura 8.5

d.d.p.s |V(Volts) | Resistência | Rmedido (kΩ) |
E | 5,000 | --- | --- |
V1 | 1,310 | R1 | 0,464 |
V2 | 0,512 | R2 | 0,802 |
V3 | 2,130 | R3 | 0,973 |
V4 | 1,700 | R4 | 1,759 |
V5 | 2,450 | R5 | 0,548 |
V6 | 0,508 | R6 | 0,796 |
Tabela 8.3

2 – Desenhe novamente o circuito da Figura 8.5 atribuindo a cada elemento os valores de tensão e resistência medidos e os sinais convencionais (+) e (-)...
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