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CURSO PROGRESSÃO Prof. Deivid Física III 0001/09 - 1/3 www.cursoprogressao.com.br Leis de Kirchhoff 1.1- Resistor A corrente elétrica percorre um resistor sempre do pólo de maior potencial (+) para o de menor potencial (–). A ddp nos terminais é : VA – VB = + R · i ou VB – VA = – R · i Adotando sentido de percurso α , temos: 1. 2- Gerador ou receptor ideais No caso de gerador ou receptor ideais, qualquer que seja o sentido da corrente elétrica, a ddp nos terminais é U=E e como a polaridade é determinada pelos traços maior (+) e menor (–), podemos escrever: VA – VB = – E ou VB – VA= – E Adotando sentido de percurso α , temos: A ddp será E, onde devemos considerar o sinal do primeiro terminal encontrado, no sentido do percurso α. 1.3- Determinação da ddp Conhecidas as correntes num circuito, podemos determinar a ddp entre dois pontos quaisquer, bastando para isso: 1o) adotar um sentido de percurso a, por exemplo de A para B na figura abaixo; 2o) formar, algebricamente, as ddps dos elementos entre A e B. 1. NÓ, RAMO E MALHA EM UM CIRCUITO ELÉTRICO. Consideramos o circuito elétrico abaixo constituído por geradores, receptores e resistores. Neste circuito, podemos definir os seguintes elementos: NÓ: é o ponto comum a três ou mais ligações. No circuito acima, os pontos B e E são nós. RAMO: é o trecho de circuito entre dois nós consecutivos. No circuito acima, os trechos BAFE, BE e BCDE são ramos. MALHA: é o conjunto de ramos que delimitam um percurso fechado. No circuito acima, os conjuntos de ramos ABEFA, BCDEB e ABCDEFA são malhas 2. LEIS DE KIRCHHOFF 2.1. 1ª LEI DE KIRCHHOFF OU LEI DOS NÓS: expressa a conservação de cargas elétricas. “A soma das correntes elétricas que entram em um nó é igual à soma das correntes elétricas que saem do mesmo nó.” 2.2. 2ª LEI DE KIRCHHOFF OU LEI DAS MALHAS: expressa a conservação de energia elétrica. “A soma algébrica das tensões elétricas ao longo de uma malha é nula.” Física III 3122 - 2/3 www.cursoprogressao.com.br Exemplo Malha ABEF; malha BCDE; malha ACDF. “Ao se percorrer uma malha, num determinado sentido, até se retornar ao ponto de partida, a soma algébrica das ddps é nula.” No exemplo anterior, para a malha ABEF, percorrida no sentido horário e partindo de A, temos: VA – VB + VB – VE + VE – VF + VF – VA = 0 – R1 · i1+ R3· i2 – R2 · i1 + E1 – r1 · i1 = 0 OBS: Pela 2ª lei de Kirchhoff, a corrente elétrica i em um circuito redutível a uma malha é dada por: Exercícios Resolvidos 01) Dado o circuito, determinar a leitura no amperímetro ideal e a ddp entre os pontos M e N. Resolução 1o passo: Adotamos sentidos arbitrários para as correntes elétricas nos ramos e aplicamos a lei dos nós. Para o nó M, temos: i1 = i2 + i3 (I) 2o passo: Aplicamos a lei das malhas às malhas e, após termos adotado um sentido de percurso (horário para α e anti-horário para β , por exemplo) e um ponto de partida (M, por exemplo). Malha α: +4 i2 – 8 + 10 · i1 = 0 4i2 + 10 i1 = 8 (II) Malha β: +4i2 – 8 + 50 – 1 · i3 – 5i3 = 0 +4 i2 + 42 – 6i3 = 0 4i2 – 6i3 = – 42 (III) 3o passo: Resolvemos o sistema Substituindo I em II: 4i2+ 10 (i2 + i3) = 8 14i2 + 10i3 = 8 (IV) O sinal negativo significa que o sentido correto de i2 é de N para M. Substituindo i2 = – 3A em II, obtemos: 4 · (– 3) + 10 i1 = 8 10i1 = 20 Substituindo i2 e i3 em I, fica + 2 = – 3 + i3 A leitura no amperímetro é: Corrigindo o sentido da corrente i2 no ramo central, fica: Assim VM – VN = – 4 · 3 – 8 Física III 3122 - 3/3 www.cursoprogressao.com.br Aplicações 1) No circuito dado a seguir, determine as intensidades e os sentidos de todas as correntes elétricas. Resp: i1= -2/3 i2=1/3 2) Calcule as intensidades das correntes elétricas nos ramos do circuito a seguir: Resp: i1 = 6 A e i2 = 4 A 3) (UFC-CE) No circuito visto na f igura, as baterias são ideais, suas fem são dadas em volts e as resistências em ohms. Determine, em volts, a diferença de potencial Vab, isto é, Va – Vb. Resp: 13 V 1.(EFOMM - 1994) Calcule o valor aproximado da potência em R4: (A) 1,4 x 10-3W (B) 3,2 x 10-3W (C) 5,9 x 10-3W (D) 4,7 x 10-3W (E) 2,2 x 10-3W 2. (EFOMM/01)No circuito abaixo, instala-se um instrumento de medida (I), o qual se considera ideal, entre os pontos “A” e “B”. Considerando também ideais as fontes de alimentação V1, V2 e V3, a leitura da corrente elétrica por ele indicada seria: a) 9,45 A b) 7,17 A c) 5,38 A d) 2,65 A e) ZERO A 3.(EFomm/03) A figura acima representa um circuito elétrico de corrente contínua. Considerando os dados nela apresentados, qual é a diferença de potencial (ddp) entre os pontos A e B (de “A” para “B”)? (a) + 60 V. (b) Ø V. (c) – 54 V. (d) – 62 V. (e) – 78 V. 4. (EFOMM/05) No circuito ao lado, calcule a potência dissipada pelo resistor R3. ( a ) 6,72 W ( b ) 7,93 W ( c ) 8,76 W ( d ) 10,83 W ( e ) 11,96 W 6.(EFOMM/06) Calcule a potência (em Watts) na resistência R2 no circuito misto abaixo e assinale a alternativa correta. (A)29 (B) 36 (C) 42 (D)54 (E) 62 7.(EFOMM/11)Observe a figura a seguir. Considere o circuito acima, onde = 48V e R = 1,0Ω. Suponha que o amperímetro A seja um aparelho ideal. Nestas condições, quais serão, respectivamente, o potencial elétrico, em volts, no ponto C e a leitura do amperímetro, em ampères? a) 18 e 1,0 b) 18 e 3,0 c) 20 e 2,0 d) 22 e 3,0 e) 22 e 1,0 FIO 25V + - 2k R1 3k R4 R3 3k R2 10k R5 7k + + + -- R3R 1 R2 A B 42 3 C D 8 VV1=16 V V2=10 V V3 I - -+ -- R3R 1 R2 A B 42 3 C D 8 VV1=16 V V2=10 V V3 I
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