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Ministério da Educação UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Curitiba DAELT – Departamento Acadêmico de Eletrotécnica Cursos de Engenharia Elétrica e Engenharia de Controle e Automação Disciplina de Circuitos elétricos A Prof. Paulo Cícero Fritzen, Dr. Eng. 1 Experiência 6: Leis de Kirchhoff Objetivos: - Verificar, experimentalmente, as leis de Kirchhoff. Teoria Um circuito elétrico pode ser composto por várias malhas, constituídas por elementos que geram ou absorvem energia elétrica. Para calcular as tensões e correntes nesses elementos, necessitamos utilizar as leis de Kirchhoff, devido à complexidade do circuito. Para utilizar estas leis, precisamos destacar trechos nos quais se aplicam propriedades, facilitando o equacionamento. Um circuito é composto por malhas, nós e ramos. Definimos malha como sendo todo circuito fechado constituído por elementos elétricos. Denominamos nó um ponto de interligação de três ou mais componentes, e ramo, o trecho compreendido entre dois nós consecutivos. Na figura 6.1, temos um circuito elétrico em que vamos exemplificar os conceitos até agora visto. E R 1 2 3 4 5 6 1 E R2 E 3R E 4R E5RE A B C DEF Figura 6.1 – Circuito elétrico Notamos que o circuito é composto por três malhas, ABEF, BCDE e ABCDEF, sendo esta última denominada malha externa. Os pontos B e E formam dois nós, em que se interligam geradores e resistores, constituindo três ramos distintos: o ramo à esquerda composto por E6, R1, E1 e E2, o ramo central composto por E3 e R2 e o ramo à direita, composto por R5, E5, R4 e R3. Ministério da Educação UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Curitiba DAELT – Departamento Acadêmico de Eletrotécnica Cursos de Engenharia Elétrica e Engenharia de Controle e Automação Disciplina de Circuitos elétricos A Prof. Paulo Cícero Fritzen, Dr. Eng. 2 Após estas considerações, podemos enunciar as leis de Kirchhoff: 1º Lei: Em um nó, a soma algébrica das correntes é nula. Exemplo: I1 I2 I3 I4 I5I6 Figura 6.2 Para o nó A, consideraremos as correntes que chegam como positivas e as que saem como negativas. Portanto, podemos escrever: I1 + I2 – I3 + I4 – I5 – I6 = 0 ou I1 + I2 + I4 = I3 + I5 + I6 2º Lei: Em uma malha, a soma algébrica das tensões é nula. Exemplo: E R 1 3 A B CD R1 E2 R2 I + - - - + + Figura 6.3 Para a malha ABCD, partindo do ponto A no sentido horário adotado, podemos escrever: - VR1 + E2 – VR2 - VR3 + E1 = 0 ou E1 + E2 = VR1 + VR2 + VR3 Onde o sinal positivo representa um aumento de potencial e o sinal negativo uma perda de potencial, isto é, os resistores, ao serem percorridos pela corrente do circuito, imposta pelas baterias, apresentam queda de tensão contrária em relação ao sentido da corrente. Ministério da Educação UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ Campus Curitiba DAELT – Departamento Acadêmico de Eletrotécnica Cursos de Engenharia Elétrica e Engenharia de Controle e Automação Disciplina de Circuitos elétricos A Prof. Paulo Cícero Fritzen, Dr. Eng. 3 Parte prática Material utilizado - Fonte variável; - Pilhas: 1,5 V (três); - Resistores: 820, 1k e 2,2k; - Multímetro. Montagem 1 – Monte o circuito da figura 6.4 E R 1 2 3 1 R2 E E 3R A B C k2,2 k1 820 6V 1,5V 3V Figura 6.4 2 – Meça e anote na tabela 6.1, a tensão em cada elemento do circuito. Tabela 6.1 E1 E2 E3 VR1 VR2 VR3 3 – Meça e anote na tabela 6.2, a corrente em cada ramo. Tabela 6.2 Ramo A Ramo B Ramo C 4 – A partir de um nó do circuito experimental, comprove a 1º lei de Kirchhoff. 5 - A partir de uma malha do circuito experimental, comprove a 2º lei de Kirchhoff.
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