Fisica Teorica e Experimental III Pratica 5

Prévia do material em texto

Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Instituto de Física Amando Dias Tavares
Disciplina: Laboratório de Física Teórica e Experimental III
Professor: Nilson
Aluno: Eric Fontes Souto
Turma: 17
Bancada: 04
Experimento 5
Leis de Kirchoff
Rio de Janeiro 18/05/2015
Introdução Teórica.
As Leis de Kirchhoff são utilizadas na análise de circuitos elétricos, com a finalidade de se simplificá-los. Kirchhoff dividiu o circuito em malhas distintas, seqüência de componentes e fios onde a corrente pode caminhar a partir de um ponto e retornar a esse mesmo ponto por outro caminho, formando assim um circuito fechado. Cada malha é formada de dois ou mais ramos que são seqüências de circuitos entre dois nós. Estes nós fazem a ligação das malhas em um circuito complexo.
Exemplo de Circuito Malha, Ramo e Nó.
1ª. Lei: Em um nó, a soma algébrica das correntes é nula.
Exemplo:
Figura 1 – Circuito elétrico
Para o nó A consideramos 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 + I6 = I3 + I4 + I5
2ª Lei: Em uma malha, a soma algébrica das tensões é nula.
Exemplo: Para a malha A B C D, partindo-se 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, apresenta queda de tensão contrária em relação ao sentido da corrente.
Objetivo.
Verificar, experimentalmente, as leis de Kirchoff, na pratica comparando os resultados com a teoria.
III - Materiais e Métodos
Neste experimento foram utilizados os seguintes materiais
Chassis – 01 unidade; 
Fios com pino “banana”- 04 unidades;
Ohmímetro – 01 unidade;
Resistores – 03 unidades;
Voltímetro – 01 unidade
As figuras abaixo mostram a representação esquemática dos arranjos experimentais.
Figura 1
Figura 02
Figura 03
1 . Montagem do experimento.
Montou-se a aparelhagem conforme Figura 01, Figura02 e Figura03;
Ligamos o voltímetro de forma a obter a ddp no resistor 1
Ligamos o amperímetro de forma a obter a corrente no resistor 1
Ligou-se a fonte na posição 1 do seletor e registrou-se na Tabela 01, os valores observados no voltímetro e no amperímetro;
Alterou-se o seletor para a posição 2 e repetiu-se as duas medições;
Repetiu-se o item 4 até a posição 5 do seletor, alterando as escalas dos aparelhos quando necessário;
Repetiu-se o item 2 e 3 para se obter os valores da ddp e corrente do Resistor 2
Repetiu-se o item 4 até a posição 8 do seletor e registrou-se na Tabela;
Ligamos o Voltímetro e Amperímetro de forma a obter a corrente e ddp do resistor 3;
Repetiu-se o item 4 até a posição 5 do seletor e registrou-se os dados na Tabela.
Mediu-se o ddp direto na fonte eletromotriz e registrou-se os dados na Tabela.
Apresentação e Análise dos Resultados
		Correntes (Ampére)
	Posição 
	
	
	
	1
	5,9
	3,5
	2,5
	2
	13,2
	7,5
	5,6
	3
	20,5
	12
	9
	4
	27,8
	16,1
	12
	5
	35,1
	20,5
	15,2
	Potencial Elétrico (Volt)
	Posição
	
	
	
	
	1
	1,5
	2
	2
	3
	2
	3
	3,5
	3,5
	6
	3
	4
	5
	5
	9
	4
	5,1
	6,5
	6,5
	11
	5
	6,5
	8
	8
	14
	
	
	
	
	
	
	
Primeira Lei de Kirchoff
Os princípios de Kirchoff serão aplicados aos dados acima. De acordo com a Primeira Lei de Kirchoff, temos: 
Considerando os dados tabela 2. 
Na primeira posição do seletor da fonte.
Nota-se que o resultado obtido através da Primeira Lei de Kirchoff é aproximadamente o valor encontrado no experimento, que é 5,9A.
O procedimento realizado acima será demonstrado abaixo para cada posição do seletor da fonte.
Segunda posição do seletor da fonte: 
Terceira posição do seletor da fonte:
Quarta posição do seletor da fonte:
Quinta posição do seletor da fonte:
Segunda Lei de Kirchoff
Considerando-se a malha formada pela fonte, e , temos:
Primeira posição do seletor da fonte:
Segunda posição do seletor da fonte:
Terceira posição do seletor da fonte: 
Quarta posição do seletor da fonte:
Quinta posição do seletor: 
Considerando-se a malha formada pela fonte, e , temos:
Primeira posição do seletor da fonte:
Segunda posição do seletor da fonte:
Terceira posição do seletor da fonte:
Quarta posição do seletor da fonte:
Quinta posição do seletor da fonte:
Conclusão
 Esta experiência nos ensinou como medir um circuito elétrico utilizando as Leis de Kirchhoff. Para circuitos mais complexos ela é bem útil, visto que ela tende a separar o circuito em malhas simples, que facilitam a visualização e os cálculos das tensões e correntes.
Observa-se, pelos cálculos e dados obtidos que as Leis de Kirchhoff realmente são válidas. Nota-se que o pequeno erro encontrado para a Lei das Malhas encontra-se dentro dos parâmetros esperados pela teoria. Este erro pode ser explicado pelo mau contato das ligações do circuito, porém é demasiado pequeno para ser levado em conta.
Referências Bibliográficas
Roteiro de Aula de Física Teórica e Experimental III 
Apostila da Aula de Física Teórica e Experimental III