Relatório 05 - LEIS DE KIRCHHOFF EM CIRCUITOS RESISTIVOS

Prévia do material em texto

Universidade Federal de Campina Grande
Centro de Ciências e Tecnologia – CCT
Unidade Acadêmica de Física – UAF
Disciplina: Física Experimental II	Turma: 03	 Professor: Larsson
Aluno: Samir Montenegro Medeiros	 Matrícula: 117210597
LEIS DE KIRCHHOFF EM CIRCUITOS RESISTIVOS
CAMPINA GRANDE, 30 DE ABRIL DE 2019
INTRODUÇÃO
	As Leis de Kirchoff tem aplicação em circuitos com maior nível de complexidade, onde a substituição por resistores equivalente não torna possível uma solução para o problema.
Para que seja possível a compreensão dessas leis é necessário que entenda-se 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 dá-se 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 Leis de Kirchhoff. Consequentemente, objetiva-se determinar as correntes e tensões presentes no circuito montado no experimento, bem como compreender o comportamento dessas correntes e tensões no circuito de maneira comparativa em relação às fundamentações teóricas estudadas.
MATERIAL UTILIZADO
· Painel de conexão de circuitos, com plugs;
· Cabos de ligação;
· Resistores de diferentes valores de resistência;
· Miliamperímetros DC;
· Fonte de tensão DC;
· Multímetro analógico e digital;
EXPERIMENTO
Inicialmente, montou-se no painel o circuito apresentado na figura 2:
Onde: 
R1 = 820 Ω
R2 = 1,8 KΩ
R3 = 2,2 KΩ
E = 10 V
	Calculou-se então o valor esperado (valor teórico) da tensão em cada resistor a partir da aplicação da fórmula V = RI, e anotaram-se os resultados na tabela I.
	Em seguida, verificou-se experimentalmente, como o auxílio do multímetro, os valores das tensões em cada um dos resistores. Os resultados obtidos também foram anotados na tabela I. Por fim, calculou-se o desvio percentual entre os valores teóricos e experimentais, esses também foram registrados na tabela I. 
Os cálculos para todos esses valores encontram-se no ANEXO I no final do relatório.
Tabela I - Medidas de Tensão
	
	R1
	R2
	R3
	Vesperado (Ve) 
	1.70
	3.73
	4.56
	Vmedido (Vm)
	1.700.1
	3.75 0.1
	4.50 0.1
	δ %
	0,0%
	0,54%
	1,32%
Em seguida, calculou-se a corrente esperada, ou o valor teórico para a corrente, e esse valor foi anotado na tabela II. Mediu-se então, com o multímetro, a corrente no circuito, e este valor também foi anotado na tabela II. Assim como nas medidas de tensão, calculou-se o desvio percentual dos valores. 
Os cálculos para todos esses valores encontram-se no ANEXO II no final do relatório.
Tabela II - Medidas de Corrente
	Corrente esperada (IE)
	2.07 mA
	Corrente medida (IM)
	2.100,25 mA
	δ %
	1.45%
Montou-se então no painel o circuito apresentado na figura 3:
Onde:
E = 15,0 V 
R1 = 2,2 KΩ
R2 = 1,8 KΩ
R3 = R4 = 820 Ω
Todos os procedimentos foram repetidos, calculou-se inicialmente os valores teóricos para as tensões e correntes no circuito, e em seguida mediu-se com o multímetro todos os valores. 
Tabela III - Tensões e correntes para circuito de várias malhas
	
	VR1
	VR2
	VR3
	VR4
	I1
	I2
	I3
	Vesperado
	7.19
	2.81
	1.40
	1.40
	3.27
	1.56
	1.71
	Vmedido
	7.10 0.1
	2.80 0.1
	1.40 0.1
	1.40 0.1
	3.5 0.25
	1.5
0.25
	1.55
0.25
	δ %
	1.25%
	0.36%
	0.0%
	0.0%
	7.03%
	3.85%
	9.36%
	
É possível perceber que o circuito da figura 3 possui três malhas. Sendo as malhas: abefa, bcgeb, abcgefa.
CONCLUSÕES
	De maneira geral, os valores medidos se mostraram bem próximos dos valores teóricos calculados. De forma que as Leis de Kirchhoff (Lei das Malhas e Lei dos Nós) puderam ser demonstradas efetivamente. Os erros encontrados podem ser atribuídos a erros do operador de procedimento quando da leitura do multímetro analógico ou ainda arredondamento dos cálculos realizados.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
NASCIMENTO, Pedro Luiz do. Apostila auxiliar do Laboratório de Eletricidade e Magnetismo da Universidade Federal de Campina Grande, 2019.
ANEXO
Cálculos referente a Tabela I - Medidas de Tensão e Tabela II - Medidas de Corrente:
Cálculos referente a Tabela III - Tensões e correntes para circuito de várias malhas