5 LEIS DE KIRCHHOFF

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE – UFCG 
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA – CCT 
UNIDADE ACADEMICA DE FÍSICA - UAF 
LABORATORIO EXPERIMENTAL II 
PROF: LAÉRCIO DUARTE DA SILVA 
ALUNOS: IONAILTON DE ARAUJO 
SILVA 
JOSÉ VIEIRA NETO 
GABRIEL DE SOUZA DOS PASSOS 
MATRICULA: 119111533 
121111434 
120111110 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO: LEIS DE KIRCHHOFF 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
05 de fevereiro de 2022 
INTRODUÇÃO 
As Leis de Kirchhoff tem aplicação em circuitos com maior nível de 
complexidade, onde uma substituição por resistores equivalentes não torna possível uma 
solução para o problema. Para que seja possível a compreensão dessas leis é necessária 
que se entenda a fundamentação teórica por trás dos nós e malhas. Todo circuito elétrico 
é formado por fontes de tensão e componentes, estes interligados através de fios. O ponto 
onde três ou mais elementos se conectam é denominado de nó, sendo assim, entende-se 
que um nó é onde se dá divisão ou união entre correntes. Um conjunto de ramos é o que 
denominamos de malha, na imagem abaixo vemos nós e malhas, onde o caminho CD é 
um nó e ABCDEFA é uma malha. 
 
Compreendidas as definições de nó e malha, é possível então enunciar as leis de 
Kirchhoff: 
 
1ª Lei - Lei dos Nós 
“A soma algébrica das correntes em cada nó é igual a zero.” 
 
 
 
Conclui-se que a soma das correntes que chegam à um nó é igual a das correntes 
que saem de um nó. Convenciona-se como sinal negativo o das correntes que chegam ao 
nó e positivo o das correntes que saem dele. 
 
 
 
2ª Lei - Lei das Malhas 
“A soma algébrica de todas as tensões existentes numa malha de um circuito é 
igual à zero.” 
 
 
 
U é o potencial fornecido pela fonte do circuito. A fonte causa então um aumento 
U no potencial da malha como um todo, e cada resistor do circuito terá uma queda de 
tensão U. 
OBJETIVOS 
Os presentes experimentos têm como objetivo verificar as duas Leis de Kirchhoff 
e determinar as correntes e tensões presentes no circuito montado no experimento, bem 
como compreender os comportamentos das correntes e tensões no circuito de maneira 
comparativa em relação às fundações teóricas estudadas. 
 
MATERIAL UTILIZADO 
• Painel com plugs para conexão de circuitos (bancada); 
• Resistores e cabos de ligações; 
• Miliamperímetros DC; 
• Fonte de tensão DC; 
• Multímetro analógico e digital. 
 
PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
 
1. LEI DAS MALHAS 
Inicialmente foi montado o circuito da figura abaixo com três resistores iguais. Foi 
medida com o voltímetro a tensão ɛ da fonte, medido também a diferença de potencial 
sobre cada resistor e anotado os valores na tabela abaixo. Foi calculado o desvio 
percentual entre os valores teóricos e experimentais, esses também foram registrados na 
mesma tabela. Em seguida, calculou-se a corrente esperada e o valor teórico para a 
corrente, e esse valor foi anotado na tabela. Mediu-se então, a corrente no circuito, e este 
valor também foi anotado na tabela. Assim como nas medidas de tensão, calcula o desvio 
percentual dos valores. Verificou-se então, experimentalmente, as Lei das Malhas, tendo 
em vista que os valores encontrados a partir da experiência foram consideravelmente 
próximos aos valores teóricos. 
 
R1 = R2 =R3 = 1K 
 R1 R2 R3 ɛ = 12,0V 
 
 ɛ 
 
 
 
 Icalculado Imedido  (%) Vcalculado Vmedido  (%) 
R1 4,00 mA 4,00 mA 0% 4,00 V 4,00 v 0% 
R2 4,00 mA 4,01 mA 0,25% 4,00 V 4,01 V 0,25% 
R3 4,00 mA 4,10 mA 2,5% 4,00 V 4,10 V 2,5% 
 
2. LEI DOS NÓS 
Inicialmente foi montado o circuito da figura abaixo. Foi medida com o voltímetro a 
tensão ɛ da fonte, medido também a diferença de potencial sobre cada resistor e anotado 
os valores na tabela abaixo. Foi calculado o desvio percentual entre os valores teóricos e 
experimentais, esses também foram registrados na mesma tabela. Em seguida, foram 
calculadas as correntes IR1, IR2, IR3 e IR4 que percorrem o circuito e esses valores foram 
anotados na tabela. Assim como nas medidas de tensão, calcula o desvio percentual dos 
valores. Verificou-se então, experimentalmente, a Lei dos Nós, tendo em vista que os 
valores encontrados a partir da experiência foram consideravelmente próximos aos 
valores teóricos. 
 
R3=R4=1K 
ɛ = 12,0V 
R1 = 3,3 K 
R2= 2,2 K 
 
 Icalculado Imedido  (%) Vcalculado Vmedido  (%) 
IR1 2,76 2,70 mA 2,17% 9,1V 9,10 V 0% 
IR2 1,31 1,29 mA 1,52% 2,88V 2,90 V 0,69% 
IR3 1,44 1,40 mA 2,78% 1,44V 1,40 V 2,78% 
IR4 1,44 1,43 mA 0,70% 1,44V 1,45 V 0,69% 
 
 
CONCLUSÕES 
Com a realização dos experimentos observou-se na prática a veracidade das Leis 
de Kirchhoff, comprovando que seja para uma malha ou para um circuito com várias 
malhas, tais leis podem ser verificadas experimentalmente. Sendo assim, é possível 
concluir que o experimento foi obtido com sucesso, tendo em vista que os valores 
encontrados a partir da experiência foram consideravelmente próximos aos valores 
teóricos. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
• HALLIDAY, David, 1916 – Fundamentos de Física, volume 4: óptica e física 
moderna / Halliday, Resnick, Jearl Walker; tradução e revisão técnica Ronaldo 
Sérgio de Biasi. – Rio de Janeiro: LTC, 2009. 
• SAMPAIO, José Luiz, Física: volume único / José Luiz Sampaio, Caio Sérgio 
Calçada. – 2ª ed. – São Paulo: Atual, 2005. 
• Apostila de Física Experimental II. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
APÊNDICE 
UFCG / CCT / UAF - DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL II 
PROFESSOR: LAERSON GONZAGA DE SOUZA 
DATA: 05/02/2022 PERÍODO: 2021.1 
TURMA: 05 
ALUNO (A): JOSÉ VIEIRA NETO 
IONAILTON DE ARAÚJO SILVA 
GABRIEL DE SOUZA DOS PASSOS 
PREPARAÇÃO – LEIS DE KIRCHHOFF 
 
1. Defina NÓ, RAMO e MALHA de um circuito elétrico, enuncie e explique as Leis de 
Kirchhoff. Utilize circuitos elétricos. 
 
Nó é o ponto onde três ou mais elementos são conectados ocorre divisão ou união de 
correntes, ramo é o caminho único entre dois nós consecutivos, contendo um ou mais 
elementos e malha é um conjunto de ramos interligados, formando um caminho 
fechado. 
 
2. Quantos e quais são os nós do circuito abaixo? No circuito, quantos e quais são os 
ramos entre os pontos b e g e as malhas do circuito? 
 
Os nós do circuito acima são 4, sendo eles: b, g, c e f. Temos 2 ramos entre os pontos b 
e g. Temos 4 malhas. 
 
3. Se no circuito acima E = 20 volts e cada resistência vale 10 ohm, calcule a corrente 
em cada ramo. Com os dados anteriores, calcule a diferença de potencial em cada 
resistência. 
R = As respostas encontram-se em anexo, abaixo. 
Onde: 
I1 = 0,73A; VR1 = 7,3V; VR6 = 1,5V 
I2 = 0,20A; VR2 = 2,0V; VR7 = 2,0V 
I3 = 0,53A; VR3 = 0,5V; VR8 = 5,4V 
I4 = 0,05A; VR4 = 0,5V; VR9 = 7,3V 
I5 = 0,15A; VR5 = 0,5V; 
 
 
 
 
 
 
5. Qual a diferença de potencial entre os pontos b e g? E entre os pontos b e d? 
 
Vb-Vg = I3.R8 = 5,3V 
Vb-Vd = I2.R2+I4.R3 = 0,20.10+0,05.10 = 2,5V