Circuitos Elétricos Aprenda tudo que você precisa

  • play_arrow 6 videos
  • subject1 Resumo
lock

Esse conteúdo é exclusivo para assinantes.

Assine o Plano Premium e tenha acesso ilimitado a todas as aulas

AssinarVeja aula grátis

Leis de Kirchhoff - Teoria

Entenda o que fazer em circuitos elétricos que nem sempre podemos simplificar com associação de resistores. Aprenda também a lei de Kirchhoff para simplificar seus cálculos no circuito.

  • thumb_down 0
  • Plano completo
  • Transcrição
  • play_arrowCapacitância e Capacitores - Teoria

    lockCorrente e Resistência - Teoria

    lockPotência e Energia - Teoria

    lockLeis de Kirchhoff - Teoria

    lockCircuitos RC - Teoria

    lockExercícios de circuitos elétricos - Exercícios

    lockResumo - circuitos elétricos - Resumo

  • E aí, pessoal, tudo bem? Eu sou o Vitor, e vou ensinar para vocês Física 3.
    A nossa aula de hoje é sobre Leis de Kirchoff. Os pré-requisitos para a aula de hoje são potencial elétrico, corrente e resistência elétrica.
    E hoje, nós vamos aprender a Lei dos Nós, a Lei das Malhas, e fazer um exercício no final. Então, vamos lá.
    Muitos circuitos elétricos não conseguem ser simplificados quando a gente utiliza os métodos de associação de resistores em série e em paralelo. Para isso, existem as Leis de Kirchoff, e elas servem para que nós achemos as correntes nos componentes do circuito.
    Essa é a função das Leis de Kirchoff. E olha, caveirinha aqui.
    Essa é uma aula bastante importante. Isso é uma matéria que normalmente cai em prova.
    Então, vamos prestar atenção aqui. Então, nós vamos começar falando da Lei dos Nós.
    O que é a Lei dos Nós? A Lei dos Nós leva em conta a conservação de carga no circuito.
    Então, vamos imaginar que tenha um fio aqui que tem uma divisão aqui, mais dois fios se juntando no mesmo ponto. Então, esse é o nó.
    O que é o nó? É um ponto do circuito onde surgem pelo menos três fios.
    Então, se eu tiver de três para cima, a gente tem um nó. E o que ele diz?
    A soma das correntes que entram nesse nó tem que ser igual à soma das correntes que saem. Então, a soma das correntes que entram é igual à soma das correntes que saem.
    Olhando aqui esse sistema, a corrente I1 é igual à corrente I2 mais a corrente I3. E aqui, nós temos um exemplo sobre a Lei dos Nós da Regra de Kirchoff.
    Então, aqui a gente tem um circuito com um resistor, outro resistor, uma fonte, e a corrente I1, I2 e I3 relacionadas com o nó "A". Eu tenho um nó "B" também.
    Então, o circuito aqui tem dois nós. Esses são os dois únicos pontos onde nós temos três fios pelo menos.
    E o exemplo diz o seguinte A corrente I1, se for 10 ampères, e a corrente I2 for 4 ampères, qual vai ser a corrente I3? Então, vamos olhar a Lei dos Nós de Kirchoff e dizer o seguinte A corrente I1 é igual à soma da corrente I2 com a corrente I3.
    Dessa forma, a gente consegue isolar a corrente 3 e escreve o seguinte I3=I1-I2. Assim, I3=10-4, que são 6 ampères.
    Se, depois que nós fizermos todas as contas, nós chegarmos a um circuito onde tem três correntes que entram no mesmo nó Digamos que eu tenha três fios aqui, e todas as correntes entram ou todas as correntes saem. Então, a gente chegou ao resultado errado, porque se alguma coisa entra, ela tem que sair.
    Então, se a corrente entrar no nó, ela vai ter que sair, e se a corrente sai, tem que ter alguma corrente entrando. E agora, nós chegamos à Lei das Malhas.
    A Lei das Malhas leva em consideração a conservação de energia no circuito. Como assim a conservação de energia?
    A diferença de potencial em cada componente do circuito Se eu considerar um ponto aqui do ponto "A", eu vou considerar a diferença de potencial desse resistor mais a diferença de potencial dessa fonte, mais a diferença de potencial desse resistor. Quando eu chegar a esse mesmo ponto, a soma das diferenças de potencial tem que ser 0, porque a diferença de potencial entre o ponto "A" e o ponto "A" obviamente é 0.
    Então, o que é uma malha? A malha é uma trajetória fechada do circuito.
    Então, por exemplo, essa parte aqui é uma malha. Essa parte debaixo aqui também é uma malha.
    E se nós considerarmos o contorno externo do circuito, isso também é uma malha. E aí, a Lei das Malhas diz o seguinte A soma de todas as diferenças de potencial na malha tem que ser nula.
    Foi aquilo que eu disse. Se eu somar a diferença de potencial em cada componente de uma malha, a soma dessas diferenças vai ter que ser 0.
    Para usar a Lei das Malhas, a gente escolhe um sentido no caminho onde nós percorremos a malha. Então, vamos pensar nessa malha primeiro aqui.
    "A", nesse ponto, passa por R1, passa pela fonte com diferença de potencial E1, passa por "B" e volta para "A". Eu posso fazer o caminho nesse sentido horário, ou o caminho no sentido anti-horário.
    E aí, nós chegamos a algumas regras para usar a Lei de Kirchoff para resolver algum circuito. Então, aqui, eu tenho um circuito um pouco mais complexo.
    Eu tenho R1, R2 e R3, tenho uma fonte com diferença de potencial E1, parte positiva e parte negativa, e outra fonte com diferença de potencial E2, parte positiva e parte negativa. Existe o nó "A" e o nó "B".
    Então, vamos supor o seguinte Eu tenho uma corrente I1 que sobe, a corrente I2 que vem para cá, e a corrente I3, que sobe aqui. Então, eu tenho duas correntes saindo do nó e uma corrente entrando no nó.
    As regras para resolver esse circuito são o seguinte Nós temos que escolher as direções de corrente para todos os nós menos um. Então, nesse caso, nós temos dois nós, e eu vou escolher o nó "A" ou o nó "B".
    No caso aqui, eu escolhi o nó "A" para diferenciar essas correntes. A segunda regra é aplicar a Lei das Malhas a quantas malhas for necessário, utilizando o sentido horário ou anti-horário.
    Então, a gente pode utilizar uma malha que passa por esse caminho, uma malha que passa por esse caminho, e uma malha que passa pelo caminho externo. Nem sempre a gente precisa usar todas as malhas.
    E aí, aplicando as equações da Lei das Malhas e da Lei dos Nós, nós chegamos a um sistema de equações. Então, nós temos que resolver esse sistema de equações para calcular quanto valem as correntes em cada ramo desse circuito.
    E as regrinhas para saber como é a diferença de potencial em cada componente são as seguintes Por exemplo, se eu vier do ponto "A" para o ponto "B" e eu tiver um resistor no meio do caminho, se eu estiver com a corrente no sentido da análise, então, a diferença de potencial nesse resistor é -I vezes a resistência dele. Agora, se eu estiver andando de "A" para "B", e a corrente for no sentido contrário do meu sentido de análise, a diferença de potencial nesse resistor vai ser igual a +I vezes "R".
    Agora, vamos analisar as fontes. Então, se eu vier de "A" para "B", encontrar o terminal negativo da fonte primeiro, a diferença de potencial é a diferença de potencial da fonte, só que positiva.
    Agora, se eu vier de "A" para "B" e encontrar o terminal positivo da fonte, então, a diferença de potencial que eu tenho que utilizar na Lei das Malhas é a diferença de potencial da fonte negativa. Então, vamos fazer um exercício aqui para fixar melhor os conteúdos, um exercício em que a gente vê como os conceitos se aplicam de verdade.
    O exercício é o seguinte: Ache as correntes I1, I2 e I3 do circuito abaixo. Nesse exemplo aqui, as correntes já foram dadas, mas eu poderia escolher, no nó "A" ou no nó "B", o sentido da corrente que eu quisesse.
    Poderia colocar a corrente 1 para baixo ou a corrente 1 para cima, e a corrente 2 e 3, no sentido que eu quisesse. Essas correntes aqui são arbitrárias, nós que escolhemos.
    E no resultado final, a gente vai determinar Se a corrente for positiva, ela está no sentido certo. Se a corrente I1, por exemplo, for negativa, essa corrente que nós determinamos aqui inicialmente, ela está no sentido errado.
    E aí, no final, a gente vai ter que trocá-la de sentido. A gente tem circuito com três resistores, o nó "A" e o nó "B".
    No nó "A", a gente tem a corrente I1, que sai, a corrente I2, que sai, e a corrente I3, que entra. Aí, nós temos uma fonte com diferença de potencial épsilon 1.
    Épsilon é a letra de força eletromotriz, que nós vimos nas aulas passadas. E a fonte com diferença de potencial épsilon 2.
    Terminal positivo e negativo, e terminal positivo e negativo. Aí, o exemplo dá que a resistência R1 é igual à resistência R2, que é igual à resistência R3, que valem, cada uma delas, 10 ohm.
    E aí, a diferença de potencial da primeira fonte vale 10 volts. A diferença de potencial na segunda fonte vale 12 volts.
    A primeira coisa que temos que fazer é usar a Lei dos Nós. Então, vamos comparar no nó "A", onde ele está pedindo as correntes.
    No nó "A", a gente tem o seguinte A corrente I1 mais a corrente I2, que são as correntes que saem, é igual à corrente que entra, que é a corrente I3. E aí, nós voltamos para o nosso circuito.
    Então, a corrente I1 está para cima. Esse fio aqui é como se fosse um fio só, não tem nenhuma ramificação.
    Então, toda corrente que passa nesse fio é igual à corrente I1. Então, a corrente I1 está aqui, e segue para esse resistor e atravessa a fonte.
    Agora, aqui para baixo, a corrente I2 está para cá. Esse é o único fio, então, a corrente I2 vem desse ponto para esse ponto.
    ...

Tópicos relacionados

Conceitos Iniciais sobre Eletricidade

Conceitos Iniciais sobre Eletricidade

6 Vídeos 1 Resumo
Eletromagnetismo

Eletromagnetismo

6 Vídeos 1 Resumo

Temos o plano de estudo perfeito para você!

R$ 29,90 /mêsCancele quando quiser, sem multa

E mais

  • check Soluções passo a passo
  • check Resumos por tópicos
  • check Salve para ver depois
  • check Disciplinas ilimitadas
  • check Filtros exclusivos de busca