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LEIS DE KIRCHHOFF OLÁ MENINOS! ESTAMOS DE VOLTA EM NOSSO AMBIENTE VIRTUAL DE APRENDIZAGEM COM NOVOS ASSUNTOS. ATÉ AGORA ESTÁVAMOS TRABALHANDO APENAS COM RESISTORES E A PARTIR DE AGORA, IREMOS COMOÇAR UMA NOVA FASE EM NOSSOS ESTUDOS. IREMOS COMEÇAR A TRABALHAR COM FONTES DE ALIMENTAÇÃO, OU SEJA, NOSSOS CIRCUITOS PASSARÃO A CONTAR COM BATERIAS OU QUALQUER OUTRO TIPO DE FONTE. VAMOS DAR MAIS FOCO PARA OS CIRCUITOS DE CORRENTE CONTÍNUA, QUE É O MAIS UTILIZADO NA ÁREA AUTOMOBILÍSTICA. LEIS DE KIRCHHOFF COMEÇAREMOS A ANALISAR NÃO SÓ A RESISTÊNCIA ELÉTRICA DE UM COMPONENTE, MAS TAMBÉM A INTENSIDADE DA CORRENTE E A TENSÃO. OLHEM PARA ESSE CIRCUITO. LEIS DE KIRCHHOFF NESSE CIRCUITO TEMOS UMA FONTE DE 12V REPRESENTADO PELA NOSSA BATERIA (B) E TRÊS RESISTORES LIGADOS EM SÉRIE. FONTE LEIS DE KIRCHHOFF VAMOS SEMPRE FAZER A ANÁLISE UTILIZANDO O SENTIDO CONVENCIONAL DA CORRENTE ELÉTRICA, OU SEJA, DO POSITIVO PARA O NEGATIVO. SENTIDO CONVENCIONAL LEIS DE KIRCHHOFF DESSA FORMA, A TENSÃO DA FONTE SEMPRE SERÁ INDICADA PELA SAÍDA DA CORRENTE. NESSE CASO, A CORRENTE SAI PELO PÓLO POSITIVO, PORTANTO, NOSSA FONTE TERÁ SINAL POSITIVO. SENTIDO CONVENCIONAL + LEIS DE KIRCHHOFF TODOS OS RESISTORES OU CARGAS DO CIRCUITO OFERECERÃO UMA CONTRATENSÃO AO DA FONTE, DE FORMA QUE SE POSSA ANULÁ-LA. ENTÃO, EM CADA RESISTOR APARECERÁ UMA TENSÃO CONTRÁRIA AO DA FONTE. SENTIDO CONVENCIONAL + LEIS DE KIRCHHOFF CHAMAREMOS ISSO DE QUEDA DE TENSÃO. PARA SABERMOS SEU VALOR, BASTA APLICAR A LEI DE OHM, ONDE A TENSÃO É IGUAL A CORRENTE MULTIPLICADO PELA RESISTÊNCIA. SENTIDO CONVENCIONAL + LEIS DE KIRCHHOFF PARA ISSO, IREMOS AGORA COMEÇAR A TRABALHAR COM AS LEIS DE KIRCHHOFF NA ANÁLISE DE CIRCUITOS. SENTIDO CONVENCIONAL + LEIS DE KIRCHHOFF BOM... COMO ESTAMOS ENTRANDO EM UMA NOVA FASE E EU JÁ ESTOU FICANDO COM FOME, VOU CHAMAR UMA ALUNA PARA AJUDAR NESSA AULA. QUEM FICARÁ COM VOCÊS PELA PRIMEIRA VEZ É A BRUNA... POR FAVOR BRUNA, SE APRESENTE. SENTIDO CONVENCIONAL + LEIS DE KIRCHHOFF SENTIDO CONVENCIONAL + VALEU PROF. WELLINGTON, PODE IR LÁ FAZER SEU LANCHINHO QUE EU VOU TENTAR FAZER A MINHA PARTE AQUI... LEIS DE KIRCHHOFF BOM GENTE, MEU NOME É BRUNA E DESSA VEZ EU SEREI A TUTORA NESSA AULA. SENTIDO CONVENCIONAL + LEIS DE KIRCHHOFF VOU APRESENTAR AQUI AS LEIS DE KIRCHHOFF COMO O PROF. WELLINGTON MENCIONOU. SENTIDO CONVENCIONAL + LEIS DE KIRCHHOFF VAMOS EMPREGAR AS DUAS LEIS DE KIRCHHOFF. A LEI DAS MALHAS E A LEI DOS NÓS. GUSTAV ROBERT KIRCHHOFF FOI UM FÍSICO ALEMÃO E TEVE GRANDE CONTRIBUIÇÃO NO CAMPO DOS CIRCUITOS ELÉTRICOS. SENTIDO CONVENCIONAL + LEIS DE KIRCHHOFF NORMALMENTE SE COMEÇA OS ESTUDOS PELA PRIMEIRA LEI DE KIRCHHOFF QUE É A LEI DOS NÓS. COMO EU GOSTO DE SER DIFERENTE, VOU COMEÇAR PELA LEI DAS MALHAS, ATÉ PARA APROVEITAR O CIRCUITO QUE ESTÁ AQUI AO LADO. SENTIDO CONVENCIONAL DA CORRENTE + LEIS DE KIRCHHOFF PRIMEIRO VAMOS VER O QUE É UMA MALHA. TRATA-SE DE UM CIRCUITO FECHADO, ONDE A CORRENTE SAI DO PÓLO POSITIVO DA FONTE, FAZ UM TRAJETO ATÉ CHEGAR AO PÓLO NEGATIVO. ESSE TRAJETO IREMOS CHAMAR DE MALHA. SENTIDO CONVENCIONAL DA CORRENTE+ LEIS DE KIRCHHOFF PODEMOS TER EM UM DETERMINADO CIRCUITO, UMA OU VÁRIAS MALHAS. EM NOSSO EXEMPLO, A CORRENTE ELÉTRICA SÓ TEM UM CAMINHO PARA PERCORRER, NESSE CASO, TEMOS APENAS UMA MALHA. SENTIDO CONVENCIONAL DA CORRENTE+ LEIS DE KIRCHHOFF CIRCUITOS COM RESISTORES E FONTE ESSA MALHA EM NOSSO EXEMPLO É COMPOSTA PELA FONTE E OS RESISTORES R1, R2 E R3. EM UMA MALHA A CORRENTE É CONSTANTE, OU SEJA, NÃO IMPORTA O VALOR DOS RESISTORES, A CORRENTE SEMPRE SERÁ A MESMA EM TODOS ELES. TRATA-SE DE UM CIRCUITO SÉRIE. SENTIDO CONVENCIONAL DA CORRENTE+ SEGUNDO ESSA LEI, A SOMA ALGÉBRICA DAS TENSÕES EM UMA MALHA É NULA. PARECE CONFUSO NÉ? É, AS VEZES AS PESSOAS TENDEM A QUERER COMPLICAR ALGO SIMPLES. VOU TENTAR EXPLICAR ISSO DE UMA FORMA MAIS DIRETA. SENTIDO CONVENCIONAL DA CORRENTE+ LEIS DE KIRCHHOFF COMO NOSSOS RESISTORES ESTÃO EM SÉRIE, A RESISTÊNCIA TOTAL OU EQUIVALENTE É A SOMA DAS RESISTÊNCIAS. NO CASO, TEMOS 6Ω DE RESISTÊNCIA EQUIVALENTE. SENTIDO CONVENCIONAL DA CORRENTE+ 𝑅𝑒𝑞 = 𝑅1 + 𝑅2 + 𝑅3 𝑅𝑒𝑞 = 3 + 1 + 2 𝑹𝒆𝒒 = 𝟔Ω LEIS DE KIRCHHOFF A CORRENTE QUE IRÁ FLUIR NO CIRCUITO É IGUAL A TENSÃO DA FONTE SOBRE A RESISTÊNCIA EQUIVALENTE. NO CASO, 12 VOLTS DIVIDIDO POR 6Ω QUE NOS DARÁ 2A. SENTIDO CONVENCIONAL DA CORRENTE+ 𝐼 = 𝐸 𝑅𝑒𝑞 𝐼 = 12 6 𝐼 = 2A LEIS DE KIRCHHOFF COMO TRATA-SE DE UM CIRCUITO SÉRIE, ESSA CORRENTE SERÁ A MESMA EM TODOS OS RESISTORES, INDEPENDENTE DO SEU VALOR DE RESISTÊNCIA. + 𝐼 = 𝐸 𝑅𝑒𝑞 𝐼 = 12 6 𝐼 = 2𝐴 2A 2A 2A LEIS DE KIRCHHOFF AGORA VAMOS MULTIPLICAR ESSA CORRENTE POR CADA UM DOS RESISTORES PARA ACHARMOS AS QUEDAS DE TENSÕES. + VR1= 𝐼𝑋𝑅1 = 2𝑋3 = 6𝑉 2A 2A 2A LEIS DE KIRCHHOFF VR2= 𝐼𝑋𝑅2 = 2𝑋1 = 2𝑉 VR3= 𝐼𝑋𝑅3 = 2𝑋2 = 4𝑉 2X3=6V 2X1=2V 2X2=4V VEJAM QUE CADA RESISTOR POSSUI UMA QUEDA DE TENSÃO. SE SOMARMOS TODAS AS QUEDAS, O RESULTADO SERÁ IGUAL AO DA TENSÃO DA FONTE. + E=VR1+VR2+VR3 2A 2A 2A LEIS DE KIRCHHOFF 12V=6V+2V+4V 12V = 12𝑉 2X3=6V 2X1=2V 2X2=4V AGORA, VAMOS TRADUZIR ISSO EM ALGÉBRA. ADOTANDO-SE O SENTIDO HORÁRIO DA CORRENTE, TEREMOS A SEGUINTE EQUAÇÃO ALGÉBRICA. + +12-3I-1I-2I=0 LEIS DE KIRCHHOFF O 12 É A TENSÃO DA FONTE E É POSITIVO PORQUE A TENSÃO QUE SAI É POSITIVO. O 3, 1 E 2 SÃO OS VALORES DOS RESISTORES, TODOS MULTIPLICADOS POR I QUE É CONSTANTE. A TENSÃO NOS RESISTORES SERÁ SEMPRE NEGATIVO. + +12-3I-1I-2I=0 LEIS DE KIRCHHOFF F o n te R e s is to r R 1 R e s is to r R 2 R e s is to r R 3 AGORA VAMOS FAZER OS CÁLCULOS. NO TOTAL TEREMOS -6I PORQUE (-3-1-2=-6). + +12-3I-1I-2I=0 LEIS DE KIRCHHOFF +12-6I=0 AGORA, VAMOS PASSAR O VALOR DA FONTE PARA O OUTRO LADO DA EQUAÇÃO. O VALOR DA FONTE FICARÁ NEGATIVO. + +12-3I-1I-2I=0 +12 -6I = 0 -6I = -12 LEIS DE KIRCHHOFF DEPOIS PASSAREMOS O -6 PARA O OUTRO LADO, DEIXANDO SOMENTE A INCÓGNITA I DO LADO ESQUERDO DA EQUAÇÃO. + +12-3I-1I-2I=0 +12 -6I = 0 -6I = -12 LEIS DE KIRCHHOFF I = −12 −6 É IMPORTANTE LEMBRAR QUE NÃO PODEMOS INVERTER O SINAL DO -6, UMA VEZ QUE O OPERADOR ERA A MULTIPLICAÇÃO. O RESULTADO FINAL SERÁ I = 2A + +12-3I-1I-2I=0 +12 -6I = 0 -6I = -12 LEIS DE KIRCHHOFF I = −12 −6 I = 2𝐴 COMO O RESULTADO DEU POSITIVO, SIGNIFICA QUE O SENTIDO DA CORRENTE ESTÁ CORRETO EM RELAÇÃO AO SENTIDO QUE ESCOLHEMOS (HORÁRIO). + +12-3I-1I-2I=0 +12 -6I = 0 -6I = -12 LEIS DE KIRCHHOFF I = −12 −6 I = 2𝐴 SE TIVESSE DADO NEGATIVO, O VALOR NUMÉRICO ESTARIA CERTO, PORÉM, O SENTIDO CORRETO É INVERSO AO ESCOLHIDO. + +12-3I-1I-2I=0 +12 -6I = 0 -6I = -12 LEIS DE KIRCHHOFF I = −12 −6 I = 2𝐴 RESULTADO POSITIVO SENTIDO ADOTADO É O SENTIDO DA CORRENTE. AGORA, VAMOS SUBSTITUIR A INCÓGNITA I PELO VALOR QUE ENCONTRAMOS NO CÁLCULO. + +12-3I-1I-2I=0 LEIS DE KIRCHHOFF +12-3(2)-1(2)-2(2)=0 MULTIPLICAMOS OS VALORES DOS RESISTORES PELA CORRENTE ENCONTRADA. VEJA QUE 12-6-2-4 = 0, ENTÃO, O RESULTADO ESTÁ CERTO. + +12-3I-1I-2I=0 LEIS DE KIRCHHOFF +12-3(2)-1(2)-2(2)=0 +12-6-2-4=0 0=0 SAIR POR ALGÉBRA PARECE UM MÉTODO COMPLICADO, UMA VEZ QUE O MÉTODO QUE FIZ ANTERIORMENTE É BEM MAIS SIMPLES, NO ENTANTO, ALGUNS CIRCUITOS MAIS COMPLEXOS OBRIGATÓRIAMENTE TEREMOS QUE SAIR POR ALGÉBRA, CASO CONTRÁRIO, AÍ SIM FICARÁ COMPLICADO. + LEIS DE KIRCHHOFF EM NOSSO PRÓXIMO ENCONTRO, IREMOS FALAR DA LEI DOS NÓS. ESPERO QUE TENHAM GOSTADO DAS EXPLICAÇÕES. MUITO OBRIGADO E ATÉ A PRÓXIMA PESSOAL. + LEIS DE KIRCHHOFF
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