Experiência 10: Leis de  Kirchhoff

Objetivos

1. Comprovar experimentalmente as duas  leis de Kirchhoff

Material Usado

1 Multímetro digital
1 Matriz de pontos
1 Bateria de 9V
2 pilhas de 1,5V
Resistores: 470,1K,2K2,3K3

Introdução Teórica

 São duas as leis de Kirchhoff, a primeira lei ou lei dos nós e a segunda lei ou lei das malhas.

Enunciado da primeira lei: "A soma das correntes que chegam a um nó deve ser igual à soma das correntes que dele saem". Considere a figura 1 para entender melhor.

Figura 1: Nó  intersecção de três trechos de circuito

Para o nó A: Soma das correntes que chegam= I1+I2

                      Soma das correntes que saem do nó= I3

Portanto a  equação do nó A é: I1+I2=I3

Enunciado da segunda lei: "A soma das tensões   orientadas no sentido horário em uma malha deve ser igual à soma das tensões orientadas no sentido anti-horário na mesma malha ". Considere a figura 2 para compreender melhor o enunciado acima.

O circuito tem três malhas:

Malha 1:  ABCDA
Soma das tensões  horárias= E1 

Soma das tensões anti- horárias= U1 + U2

Equação da malha 1:  E1=U1+U2

Malha 2: BECE

Soma das tensões  horárias= U1+U3

Soma das tensões anti- horárias= E2

Equação da malha 1: U1+U3=E2

Malha 3: ABECA

Soma das tensões  horárias= E1+U3

Soma das tensões anti- horárias= E2+U2

Equação da malha 1: E+U3==U2+E2

Figura 2: Circuito elétrico com três malhas

Procedimento Experimental

1. Para o circuito da figura 3 calcule todas as correntes determinando as suas orientações bem como das tensões em todas as malhas. Anote os valores na tabela I.

Figura 3: Estudo das leis de Kirchhoff - circuito para experiência

2. Monte o circuito da figura 3 na MP e meça todas as correntes para isso retire o jumper correspondente . Anote os valores medidos na tabela I. Escreva na tabela II a orientação (aproxima/afasta) em relação ao nó A.

Tabela I: Valores medidos e calculados

Tabela II: Orientação das correntes em relação ao nó A

Figura 3: Circuito para verificação experimental das leis de Kirchhoff - Layout na MP - Dispositivos fora de escala

3. Para medir a corrente em R2, I2, retire o jumper vermelho e no seu lugar insira o amperímetro conforme figura 4.

Figura 4: Medindo a corrente em R2, I2

4. Recoloque o jumper vermelho e retire o jumper azul para medir a corrente em R1, I1, conforme figura 5.

Figura 5: Medindo a corrente em R1, I1

5. Recoloque o jumper azul e retire o jumper verde e no seu lugar coloque o amperímetro para medir a corrente em R3, I3.

Figura 6: Medindo a corrente em R3, I3

6. A partir dos dados medidos das tabelas I e II escreva  a equação do nó A.

Soma das correntes que se aproximam =

Soma das correntes que se  afastam=

7.Conclusões:____________________________________________________________________________________

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8. Meça todas as tensões  (U1,U2,U3 e as tensões nas duas fontes) e anote na tabela III. Nas  tabela IV,  V e VI anote a orientação (horário/anti-horário) em relação às malhas. Meça também o valor efetivo das duas baterias (E1 e E2).

Tabela III: Valores medidos e calculados das tensões

Tabela IV:  Orientação das tensões na malha  BACB

 Tabela V:  Orientação das tensões na malha  ADCA

 Tabela VI:  Orientação das tensões na malha   BADCB

9. Ligue o multímetro conforme figura 7 para medir a tensão em R2, U2. Anote o valor medido na tabela III.

Figura 7: Medindo a tensão em R2

10. Ligue o multímetro conforme figura 8 para medir a tensão em R1, U1. Anote o valor medido na tabela III.

Figura 8: Medindo a tensão em R1

11. Ligue o multímetro conforme figura 9 para medir a tensão em R3, U3. Anote o valor medido na tabela III.

 
Figura 9: Medindo a tensão em R3

12. A partir dos  dados das tabelas III, IV, V e VI escreva a equação das malhas.

Malha  BACB: Soma das tensões horárias=

                         Soma das tensões anti - horárias=

Malha  ADCA: Soma das tensões horárias=

                         Soma das tensões anti - horárias=

Malha  BADCB: Soma das tensões horárias=

                            Soma das tensões anti - horárias=

13. Conclusões:______________________________________________________

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Bibliografia: Albuquerque, Romulo O. Analise de Circuitos em Corrente Continua. 21 ed. Erica: São Paulo. 2008