LAB-ELETRICIDADE05-leis-de-kirchhoff

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
CENTRO DE CIÊNCIAS 
DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
LABORATÓRIO DE ELETRICIDADE 
SEMESTRE 2023.1 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRÁTICA 05 – LEIS DE KIRCHHOFF 
 
 
 
 
 
 
ALUNO: Bruno Queiroz da Silva - 510233 
INTEGRANTES DA BANCADA: Bruno Queiroz da Silva, Wanderson Xavier Soares, 
Suzana Natacha Carneiro Santos e Milena da Silva dos Santos 
TURMA: 02 
PROFESSOR: José Alves de Lima Junior 
DATA E HORA DA REALIZAÇÃO DA PRÁTICA: 18/04/20223 ÀS 14:00h 
 
 
 
 
2 
 
 
 
OBJETIVOS 
 Verificar experimentalmente as Leis de Kirchhoff; 
MATERIAL 
 Fonte de tensão contínua (regulável de 0 ...12 V); 
 Resistores (470; 820 (dois); 1000; 1800; 560); 
 Multímetro digital; 
 Cabos para conexão. 
INTRODUÇÃO 
Introduzindo, podemos compreender que a lei de kirchhoff acaba sendo caracterizada 
por leis de conservação da carga elétrica e da energia nas malhas e nos nós dos circuitos 
elétricos. Desta forma, na utilização dessa lei, ainda é necessário apreender sobre os conceitos 
de nós, ramos, e malhas nos circuitos elétricos, conforme Halliday (2014): 
NÓS: são onde há as ramificações nos circuitos, ou seja, acaba sendo a interligação de 
três ou mais componentes dentro do circuito. 
RAMOS: são os trechos do circuito que se encontram entre os dois nós consecutivos, 
ao longo de um ramo, assim a corrente elétrica acaba sendo sempre constante. 
MALHAS: acaba sendo caminhos fechados em que iniciamos em um nó e voltamos 
ao mesmo nó, ainda a malha, acaba sendo a soma das potenciais elétricos que é constante. 
Abaixo podemos ver na figura 1.1 uma representação desses conceitos. 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
Figura 1.1: Representação das malhas, nó e ramos. 
 
Fonte: Disponível: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/leis-de-kirchhoff.htm. Acessado em: 
21/04/2023 
 
Conforme Hekerbrock acabou citando em um texto disponível site Brasil escola que as 
leis de nós, acaba sendo uma soma algébrica das correntes de um nó do circuito é igual a zero. 
Assim nessa lei, acabas sendo uma conseqüência do principio de conservação da carga 
elétrica. Ainda afirmou que é independentemente de qual seja o fenômeno, a carga elétrica 
inicial será sempre igual a carga elétrica final do processo. 
 𝐼𝑖 = 0 
Ainda na lei das malhas, Hekerbrock afirma que a soma das tensões ao longo de uma 
malha fechada deve ser igual azero. Nesta lei, acaba decorrendo do principio de conservação 
da energia, que acaba implicando que toda energia fornecida na malha de um circuito é 
consumida pelos próprios elementos presentes nessa malha, logo: 
 𝑉𝑖 = 0 
PRÉ-LABORATÓRIO 
Baseado no exemplo acima e utilizando as leis de Kirchhoff, preencha a Tabela 1.1 
para o circuito da Figura 1.2. 
 
Figura 1.2: Circuito para o exercício. 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/leis-de-kirchhoff.htm
 
 
4 
 
 
Fonte: Roteiro da prática 05: Leis de Kirchhoff 
Tabela 1.1: Resultados para o circuito da figura acima: 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
 
PROCEDIMENTO 
 
1. Foram medidos os valores das resistências e anote na Tabela 1.2 
Tabela 1.2: Resultados experimentais para as resistências. 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
2. Foi montado o circuito apresentado na Figura 1.3. 
Figura 1.3: Circuito para realizar as medidas 
 
Fonte: Roteiro da prática 05: Leis de Kirchhoff 
 
 
5 
 
 
3. Foram medidas as tensões em cada elemento do circuito da Figura 1.3 e anote. Anote 
também, entre os parêntesis, os sinais (+) e (-) da tensão relativa entre os terminais de 
cada elemento de acordo com os resultados obtidos. 
 
Fonte: Roteiro da prática 05: Leis de Kirchhoff 
 
4. Foi verificado se os valores experimentais das tensões medidas para o circuito da 
Figura 1.3 estão de acordo com a Lei das Malhas. Comente. 
 
 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
 
 
 
 
 
5. Foram medidas as correntes que chegam e que saem em cada nó. Anote na Tabela 1.3 
o valor da corrente com sinal positivo caso a corrente esteja chegando ao nó e negativo 
caso esteja saindo do nó. 
Tabela 1.3: Medidas de corrente para o circuito da Figura 1.3. 
 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
 
 
Como a subtração das tensões sobre os resistores e a fonte nas malhas da igual a 
zero, assim a lei das malhas é comprovada na prática 
 
 
6 
 
6. Foi verificado se os valores experimentais das correntes medidas para o circuito da 
Figura 1.4 estão de acordo com a Lei dos Nós. Comente. 
 
 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
 
 
 
 
7. Determinado de acordo com os dados obtidos:, 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8. Comparado a potência fornecida pela fonte com a potência total dissipada pelos 
resistores. Comente. 
 
 
 
 
9. Pelos resultados obtidos qual a resistência elétrica equivalente ligada à fonte de 
tensão? 
 
 
 
 
10. Calculado a potência que seria dissipada nesta resistência equivalente. Comente o 
resultado obtido. 
 
 
 
 
11. Foi montado o circuito apresentado na Figura 1.4 
 
 
 
Como a soma algébrica das correntes no nó do circuito é igual a zero, assim fica 
comprovado a leis do nó no circuito. 
A potencia fornecida pela fonte E: 
PE = p= v x i -> P = 5 * 2,7 10
-3
 = 13,5 mV 
P1 = 3,51 mV 
P2 = 0,000316 
P3 = 4,12 mv 
P4 = 0,000701 mv 
P5 = 4,08 mv 
P6 = 0,00316 mv 
 
A potência total dissipada nos resistores: 
PR(tot) = +3150+4120+316+701+4080+316 = 13,043 mv 
 
Pelos valores calculados, fica visto que a soma das potencias dissipadas 
individualmente pelos resistores é igual a potencia fornecida pela fonte 
Itot = V/req = 5/ 2,7*10
-3
 = 1851, 8Ω 
PR(equivalente) = P = 5
2
 / 1851,8 = 13,500 mV 
 
 
7 
 
Figura 1.4: Circuito para as medidas 
 
Fonte: Roteiro da prática 05: Leis de Kirchhoff 
 
12. Medido a tensão em cada elemento e anote o valor medido na figura que está no 
quadro abaixo. Anote também, entre os parêntesis, os sinais (+) e (-) da tensão relativa 
entre os terminais de cada elemento de acordo com os resultados experimentais. 
 
 
Fonte: Roteiro da prática 05: Leis de Kirchhoff 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13. Meça as correntes em cada nó de acordo com a numeração indicada na Figura 1.5 
 
 
Verificação da Lei das malhas: 
Malha 1 : -5V + 1,70V + 3,3V = 0 
Malha 2: - 1,66V + 1,13 V + 0,53 V = 0 
Malha 3: -3,30 V + 0,50 V – 2,6V -1,20V = 0 
Malha 4: (externa) = -5v + 1,13 + 1,20 + 2,6 v = 0 
 
Com os resultados obtidos, é capaz de visualizar a validação da lei de Kirchhoff 
das tensões. 
 
 
8 
 
Figura 1.5: Circuito com as indicações da numeração dos elementos 
 
Fonte: Roteiro da prática 05: Leis de Kirchhoff 
 
14. Anote na Tabela 1.4 os valores medidos das correntes. Considere positiva (+) a 
corrente que chega ao nó e negativa (-) a corrente que sai do nó: 
 
Tabela 1.4: Medidas de corrente para o circuito da Figura 1.5. 
 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
 
15. Verifique se os valores experimentais das correntes medidas para o circuito da Figura 
1.6 estão de acordo com a Lei dos Nós. Comente. 
 
Fonte: Elaborado pelo autor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Com os resultados dos cálculos para os nós, fica mais claro que estão de acordo com a 
lei de Kirchhoff nos nós. 
 
 
9 
 
CONCLUSÃO 
 
Podemos concluir depois desta pratica finalizada sobre AS leis de kirchhoff para 
tensão e corrente, acaba sendo um fenômeno bastante comum em circuitos elétricos. Foi feito 
durante esta pratica, alguns procedimentos onde foi visto, a parte teórica para a pratica que a 
soma das correntes que entra em um nó, acaba sendo igual a soma das correntes que saem 
desse mesmo nó, assim formando o propósito desta prática. 
Além disso, foi também concluído nesta pratica que a soma das tensões ao longo 
de uma malha fechada, acaba sendo igual a zero, onde pose se descrever que é a segunda lei 
de kirchhoff. Por fim, com a conclusão da pratica foi compreendido a leis de kirchhoff, além 
disso, analise de um circuito se tornamais simples após essa compreensão, visto que é 
possível saber a corrente em cada componente do circuito, e assim sua tensões é fornecidas e 
dissipadas. 
REFERÊNCIAS 
Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker; tradução Ronaldo Sérgio de Biasi. - 10. ed. - 
Rio de Janeiro: LTC, 2014 
 
Laboratório de Eletricidade (Roteiros de Práticas). Fortaleza: Departamento de Física, UFC, 
2023. 
 
HELERBROCK, Rafael. “Leis de Kirchhoff”; Brasil Escola. Disponível em: 
https://brasilescola.oul.com.br/fisica/leis-de-kirchhoff.htm. Acessado em 20 de abril de 2023. 
 
https://brasilescola.oul.com.br/fisica/leis-de-kirchhoff.htm