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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE ENGENHARIA CIVIL FÍSICA EXPERIMENTAL II PROFESSOR: LAERSON DUARTE DA SILVA TURMA: 03 RELATÓRIO LEIS DE KIRCHHOFF ALYSSON JOSÉ ALBUQUERQUE DE QUEIROZ MATRÍCULA: 118210959 AGOSTO/2021 CAMPINA GRANDE - PB PREPARAÇÃO – LEIS DE KIRCHHOFF 1. Defina NÓ, RAMO e MALHA de um circuito elétrico, enuncie e explique as Leis de Kirchhoff. Utilize circuitos elétricos. O ponto onde três ou mais elementos são conectados, chama-se “nó”, o caminho único entre dois nós consecutivos, contendo um ou mais elementos, é chamado “ramo” e um conjunto de ramos interligados, formando um caminho fechado, é chamado “malha”. Lei 1: “Em qualquer ponto num circuito, onde há divisão da corrente, a soma das correntes que chegam ao ponto é igual à soma das correntes que deles saem”. Lei 2: “A soma algébrica dos aumentos e diminuições de potencial ao longo de qualquer malha fechada de qualquer circuito deve ser igual a zero”. A lei 1 denominada lei das malhas, é consequência do fato de que em um estado estacionário ou permanente, a diferença de potencial entre dois pontos se mantém e também que a variação de potencial ao longo de um “caminho” fechado é nula, ou seja, o mesmo potencial é obtido ao se retornar ao ponto de partida. Já a segunda lei, é a lei dos nós em consequência direta do princípio da conservação da carga elétrica. 3. 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? Nós: Temos b,c,f e g, totalizando 4 nós. Ramos: Temos ab, bc, cd, de, ef, fg, gh, ha, bg, cf e de, totalizando 10 ramos. Malhas: Temos abgh, bcfg e cdef, totalizando 3 malhas 4. 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. 5. Qual a diferença de potencial entre os pontos b e g? E entre os pontos b e d? AS RESPOSTAS REFENTE AS QUESTÕES 4 E 5 ESTÃO ANEXADAS A SEGUIR, POIS TIVE QUE FAZER OS CALCULOS NA MÃO. 1. 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. Figura 1 - Circuito com nós e malhas Fonte: STOA < http://disciplinas.stoa.usp.br/> 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. 2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL OBJETIVO: Verificar as leis de Kirchhoff 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. · LEI DAS MALHAS 1. Usando a prancheta com bornes de ligação, monte o circuito da figura abaixo com três resistores iguais. R1 R2 R3 ɛ = 12,0V R1 = R2 = R3 = 1 K ɛ 2. Meça com o voltímetro a tensão ɛ da fonte. 3. Meça a diferença de potencial sobre cada resistor. 4. Anote os valores na tabela. 5. Faça a Verificação da Lei de Kirchhoff (Lei das Malhas). Explique. 6. Itotal = ______ Icalculado(mA) Imedido(mA) (%) Vcalculado(V) Vmedido(V) (%) R1 4,00 4,00 0 4,00 4,00 0 R2 4,00 4,01 0,25 4,00 4,01 0,25 R3 4,00 4,10 2,5 4,00 4,10 2,5 · LEI DOS NÓS 1.Monte, agora, o circuito da figura abaixo. a R1 b R3 c ɛ = 12,0V R1 = 2,2 K ɛ R4 R2= 1,8 K RR RrRRR R3 = R4 = 1K f e d 2. Calcule as correntes IR1, IR2, IR3 e IR4 que percorrem o circuito. 3. Anote os valores na tabela. Icalculado(mA) Imedido(mA) (%) Vcalculado(V) Vmedido(V) (%) IR1 3,80 8,36 IR2 2,01 3,64 IR3 1,81 1,81 IR4 1,81 1,81 4. Faça a Verificação da Lei de Kirchhoff (Lei dos Nós). Explique Após as medidas a tabela completa ficará com os valores abaixo. Calcule os desvios e complete a tabela. Icalculado(mA) Imedido(mA) (%) Vcalculado(V) Vmedido(V) (%) IR1 3,80 3,81 0,26 8,36 8,37 0,12 IR2 2,01 2,03 0,99 3,64 3,63 0,27 IR3 1,81 1,79 1,10 1,81 1,82 0,55 IR4 1,81 1,79 1,10 1,81 1,82 0,55 Erros e Propagação 1) Erro absoluto = Valor Medido – Valor Teórico (V. Esperado) 2) Erro relativo 3) Erro percentual Propagação do erro: Veja apêndice V do Livro. Relatório apêndice IV PAINEL DE MEDIDAS DE UMA MALHA PAINEL DE MEDIDAS DE DUAS MALHAS 3. Considerações finais Com a realização dos experimentos observou-se na prática a veracidade das Leis de Kirchoff, 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 executado com sucesso, tendo em vista que os valores encontrados a partir da experiência foram consideravelmente próximos aos valores teóricos. Referencias NASCIMENTO, Pedro Luiz do. Apostila auxiliar do Laboratório de Eletricidade e Magnetismo da Universidade Federal de Campina Grande, 2019.
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