Laboratório de Física Geral e Experimental B Lei de Kirchhoff

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Universidade Federal do Amazonas

Relatório nº 03: Lei de Kirchhoff

Laboratório de Física Geral e Experimental B

Realização da experiência: 02/11/2016

Entrega do Relatório: 09/11/2016

SUMÁRIO

Objetivo............................................................................. 02

Introdução Teórica............................................................ 03

Procedimento Experimental.............................................. 05

Conclusão......................................................................... 08

Referências Bibliográficas................................................ 09

Objetivo

        Este experimento tem por objetivo determinar as correntes( i1,i2 e i3) e tensão em um circuito por meio das regras de Kirchhoff.

Introdução Teórica

        A Lei de Kirchhoff é empregada apenas em circuitos elétricos mais complexos, a partir da utilização de duas regras, lei da conservação de energia e de carga elétrica, enquanto que em circuitos elétricos simples se é analisado de acordo com  as regras de associações de resistores em série e em paralelo na relação V=Ri.

        Para estudar esta lei, teremos que definir o eu são nós e malhas em um circuito. Um ponto onde três ou mais condutores estão conectados é denominado nó, e qualquer caminho condutor fechado é chamado malha.

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        Analisando a figura à cima, podemos notar que a e d são nós, e as malhas correspondem aos pontos afed, adcd e badc.

As regras de Kirchhoff são as seguintes:

- A soma das correntes que o deixam(aquelas cujas apontam para fora do nó) é igual a soma das correntes que chegam até ele (conservação de energia).

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- A soma algébrica das forças eletromotrizes em qualquer malha é igual a soma algébrica das quedas de potencial ou dos produtos iR contidos na malha (conservação de energia).

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        Para analisar um circuito utilizando as regras de Kirchhoff, é preciso, inicialmente, definir um sentido arbitrário para todas as correntes existentes nele.

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Fig 1: Circuito com malhas e nós

A figura 1 mostra um circuito cujos elementos têm os seguintes valores:
E1=2,1 V, E2=6,3 V, R1=1,7 Ώ, R2=3,5 Ώ. Aplicando a regra dos nós, obtém-se:

i1 + i2 = i3

Aplicando a 2ª Lei de Kirchhoff a partir do ponto a percorrer a malha abcd no sentido anti-horário, tem-se:

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Se percorrermos a malha adef no sentido horário temos:

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        Resolvendo as equações 1, 2 e 3, obtém-se as correntes i1, i2 e i3. Se o valor obtido for negativo para uma determinada corrente ou força eletromotriz, isso indica que o sentido correto  para ela é o oposto ao que lhe foi atribuído.

Procedimento Experimental

        Para a prática laboratorial, foram utilizados alguns materiais essenciais para avaliação dos parâmetros pedidos para resolução do relatório:

Materiais empregados:

• 3 resistores
• 3 fios de conexões
• 2 fonte de CC variável
• 1 amperímetro
• 1 protoboard

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Experimento

        A partir das seguintes etapas foi possível realizar o experimento.

1. Primeiramente, foi montado o circuito conforme a figura acima. Foi feito a leitura dos três resistores através do código de cores.

2. Depois, ajustamos a fonte V1 para 6V e a fonte V2 para 3V.

3. Em seguida, medimos as tensões, correntes e resistência de cada resistor, anotando os valores na tabela.

Valores obtidos experimentalmente:

Tratamento de dados

1. Com os valores obtidos, usamos as leis de Kirchhoff para calcular as corrente i1, i2 e i3 no circuito. Em seguida, calculamos as diferenças de potencial VR1, VR2 e VR3 nos resistores R1, R2 e R3.

- Resolvendo o circuito pela segunda lei de Kirchhoff.

- Mas pela Primeira Lei de Kirchhoff, podemos perceber que a corrente i1 é igual a soma de 12 + i3. Logo, temos:

i1 = i2 + i3 (I)

        Malha 1: VR1 – 150.I1 + 150.I2 – 100.I1 = 0

        Malha 2: VR2 + 150.I1 – 150.I2 – 326.I2 = 0

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