Leis de Kirchhoff

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ENGENHARIA QUÍMICA, MECÂNICA E PRODUÇÃO

LABORATÓRIO

RELATÓRIO

Disciplina: Física Geral e Experimental III                                          Turma: L3

Professor: Antônio César

Data da Experiência: 04/11                                          Data da entrega: 11/11

Experiência: Verificação das Leis de Kirchhoff

Nomes	R.A.	Nota
Caroline Fuzari Bonfim	525034
Daiane Gomes de Souza	525076
Felipe Parolin Pessoa	525709

Barretos

2º Semestre/2015

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1. Título: Verificação das Leis de Kirchhoff.

2. Objetivo: Verificação experimental da Lei de Kirchhoff das Tensões e a Lei de Kirchhoff das Correntes, aplicadas a circuitos elétricos simples.

3. Introdução

As Leis de Kirchhoff para circuitos elétricos, formuladas em 1845, são baseadas no Princípio da Conservação da Energia, no Princípio de Conservação da Carga Elétrica e no fato de que o potencial elétrico tem o valor original após qualquer percurso em uma trajetória fechada (sistema não-dissipativo).

3.1 Elementos de um circuito elétrico

As Leis de Kirchhoff envolvem conceitos básicos para a análise e resolução de circuitos elétricos. Basicamente, um circuito elétrico é formado pela interligação de componentes elétricos ou elementos de circuitos, que serão formados pela conexão de resistores e fontes de tensão e/ou corrente. As definições de algumas partes que compõem um circuito elétrico, e que estão indicadas na Figura 1, são:

• Nó: ponto onde dois ou mais elementos do circuito têm uma conexão em comum;
• Ramo: é um caminho único, contendo um elemento de circuito e que conecta um nó a outro nó qualquer;
• Laço: caminho fechado por onde possa fluir corrente;
• Malha: é um laço que não contém internamente outro laço.

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Figura 1: Estrutura de um circuito elétrico

Fonte: Udesc

3.2 Lei de Kirchhoff das Tensões (Lei das Malhas)

A Figura 2 mostra um circuito de uma malha, onde estão identificadas todas as tensões e corrente, com suas respectivas polaridades.

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Figura 2: Polaridades

Fonte: Udesc

Tomando-se em consideração as polaridades das quedas de tensão em cada elemento de uma malha, e considerando-se que tensão ou diferença de potencial está relacionada à energia (J/C), e que energia é conservativa, então, a Lei de Kirchhoff das Tensões pode ser enunciada como “A soma algébrica das tensões em uma malha é igual a zero”. Sendo assim, para o circuito da figura 2, é válido que:

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3.3 Lei de Kirchhoff das Correntes

Para a determinação da Lei de Kirchhoff das Correntes, considera-se o circuito da Figura 3, o qual é constituído de um par de nó, onde estão ligados os elementos ativos e passivos. Observa-se, ainda, que todas as polaridades de tensão e correntes encontram-se referenciadas.

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Figura 3: Circuito com um par de nó

Fonte: Udesc

Portanto, considerando-se a referência de corrente em cada elemento conectado a um mesmo par de nó, e considerando-se que, quando o circuito está ativo, um nó não pode armazenar cargas elétricas, então, a Lei de Kirchhoff das Correntes pode ser enunciada como “A soma algébrica das correntes em um nó é igual a zero”. Sendo assim, para o circuito da figura 3, é válido que:

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4. Materiais e Métodos

4.1 Materiais Utilizados

1. Fonte de tensão regulável;
2. Multímetro (Voltímetro);
3. Placa condutora (Protoboard);
4. Resistores de diversos valores.

4.3 Procedimento Experimental

Primeiramente, foram medidas as resistências dos resistores utilizados, sendo elas:

R1 = 98,0 Ω

R2 = 459,0 Ω

R3 = 217,0 Ω

Em seguida, os resistores foram organizados no protoboard em um circuito, conforme a figura 4, onde a fonte de tensão regulável estava ajustada para 10,0 V.

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Figura 4: Circuito do experimento

Fonte: dos autores

Então, com o auxílio de jumpers pelo circuito, foram medidas as correntes i1, i3, e a corrente i2 pôde ser deduzida através da Lei dos Nós. Os valores obtidos foram:

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