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1 Leis de Kirchhoff ESTA002-17 Circuitos Elétricos I Prof. Alfeu Sguarezi Alfeu.sguarezi@ufabc.edu.br Autor: Prof. Dr. Carlos E. Capovilla Revisador pelo Prof. Alfeu Sguarezi 2 • Apresentar os conceitos da: • 1º Lei de Kirchhoff • 2º Lei de Kirchhoff • Resistência equivalente em série ou paralelo • Divisão de tensão • Divisão de corrente Objetivo 3 LEIS DE KIRCHHOFF a) Nó: É um ponto do circuito comum a dois ou mais elementos. b) Ramo: É um “caminho” entre dois nós. c) Laço: É o caminho fechado em um circuito passando apenas uma vez em cada nó e terminando no nó de partida. d) Malha: É o laço que não contém nenhum outro laço. Antes de apresentar as leis de Kirchhoff serão feitas algumas considerações e definidos alguns termos como segue: Gustav Robert Kirchhoff (Königsberg, Prússia, 12 de março de 1824 — Berlim, Alemanha, 17 de outubro de 1887) foi um físico alemão com contribuições científicas principalmente no campo dos circuitos elétricos http://pt.wikipedia.org/wiki/Imagem:Gustav_Robert_Kirchhoff.jpg 4 Topologia do Circuito Ramo Cada um dos bipolos do circuito Nó Intersecção de dois ou mais ramos: 1,2,3 e 4 Laço e Malha Percursos fechados no circuito Malhas: B1, B2, B5 B3, B4, B5 B1, B3, B6 Laços: B6, B2, B4 B6, B1, B5, B4 B6, B2, B5, B3 5 Laços e circuitos não-planares (GRÁFICOS DE KURATOVSKY) Malhas → somente para circuitos planares. Não já cruzamento das arestas – grafo plano. 6 Exemplo Identifique os nós, os ramos, os laços e as malhas do circuito abaixo: 1º Lei de Kirchhoff – 1º LCK 7 Lei de Kirchhoff para Correntes - Lei dos Nós → Lei da conservação da carga Convenção arbitrária: • Sinal negativo correntes que chegam ao nó • Sinal positivo correntes que saem do nó "A soma algébrica das correntes em um nó, conforme convenção adotada, é igual a zero" ou "A soma algébrica das correntes que chegam a um nó é igual à soma das correntes que saem desse nó" -I1-I2+I3+I4=0 8 Para ilustrar essa lei considere o nó ‘O’ da Figura abaixo. Esquema de correntes que entram e saem de um nó. Pela LCK: i1 + i3 + i4 = i2 + i5 1º Lei de Kirchhoff – 1º LCK 9 Exercícios 1 - No circuito elétrico ao lado identifique seus nós, ramos e malhas. 2 – No circuito ao lado são conhecidos os valores de I1, I2 e i4. Determine I3, I5 e i6 por meio da Lei de Kirchhoff das correntes. Resp: I3=4 A, I5=3 A e i6=1 A 10 Lei de Kirchhoff para Tensões - Lei das Malhas Convenção arbitrária: • Sinal positivo → Tensões discordam do sentido de referência adotado • Sinal negativo → Tensões concordam com o sentido de referência adotado "A soma algébrica das tensões em um laço ou malha, de acordo com a convenção adotada, é igual a zero" ou "A soma das tensões em um sentido é igual à soma das tensões no sentido oposto" E1+ V1-E2-E3+V2+V3=0 2º Lei de Kirchhoff – 2º LCK 11 Para se evitar complicação, adota-se sempre uma convenção de sinais para as tensões da malha. Tal convenção deve ser seguida à medida que o observador percorre a malha. Desta maneira, considere o circuito da Figura. Começa-se a percorrer a malha no ponto ‘o’ e então, somam-se todas as tensões da malha até chegar novamente ao ponto ‘o’. A soma dessas tensões, pela LKT, será zero. Ou seja: -V1 +V2 + V3 – V4 + V5 = 0 2º Lei de Kirchhoff – 2º LCK 12 Resistores em Série Para N resistências iguais, temos: 13 Divisor de Tensão 14 Potências Dissipadas por R1 e R2 15 Resistores em Paralelo 16 Divisor de Corrente 17 Resistores em Paralelo II 18 Divisor de Corrente II 19 Potências Dissipadas por R1 e R2 20 Exercícios 2 – No circuito ao lado são conhecidos os valores de E1, E2, V2 e V4. Determine V1 e V2 por meio da Lei de Kirchhoff das tensões. Resp V1=3 V; V2=7 V. 1 - No circuito elétrico ao lado identifique seus nós, ramos e malhas. 21 3 - Calcule a tensão VAB e a corrente I no circuito abaixo. Exercícios 22 Exercícios 23 Exercícios 24 [1] ORSINI, L.Q.; CONSONNI, D. “Curso de Circuitos Elétricos”, Vol. 1 ( 2ª Ed. – 2002 ), Ed. Blücher, São Paulo. [2] CONSONNI, D. “Material de Circuitos Elétricos I”, EPUSP. Referências Bibliográficas Agradecimentos Especiais Profa. Dr. Denise Consonni Prof. Dr. Edmarcio Antonio Belati Prod. Dr. Carlos E. Capovilla Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24