LABORATÓRIO DE CIRCUITOS ELÉTRICOS IE

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1.11 - CONCLUSÃO ........................................................................................... 24

1.12 - REFERÊNCIAS ........................................................................................ 25

- INTRODUÇÃO

A abordagem feita no experimento se dá ao uso de equipamentos eletrônicos, como resistores, fonte de tensões, jumpers, protobord, multímetro e uma bateria de 9V, tendo como principal objetivo fazer uma validação do teorema da superposição, fazendo as comparações dos resultados obtidos através das leis de Kirchhoff, comprovando também entre os valores reais, medidos e simulados, observando o que cada valor representa e o que ocorre no decorrer do experimente fazendo variações nos valores.

Demonstrando através deste experimente quando utilizar de maneira mais prática cada lei e teoria, facilitando o estudo de determinadas situações, se tornando mais eficiente em estudos do dia a dia, reduzir problemas com a aplicação das teorias e buscando sempre maiores resultados com o seu uso.

- - TÍTULO: LEIS DE KIRCHHOFF

- - FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Apresentamos as leis de Kirchhoff, que foram criadas e desenvolvidas pelo físico alemão Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887), que tem como objetivo facilitar a abordagem em circuitos mais complexos, ampliando a capacidade de análise de redes maiores. A seguir veremos a definição das leis

Primeira lei de Kirchhoff (lei dos nós)

Lei de Kirchhoff para corrente, a qual estabelece que qualquer nó, a soma das correntes que o deixam (aquelas cujas apontam para fora do nó) é igual a soma das correntes que chegam até ele. Sendo esta lei uma consequência da conservação da carga total existente no circuito. Contudo é uma confirmação de que não há acumulação de cargas nos nós.

(2)[pic 8]

Segunda lei de Kirchhoff (lei das malhas)

Chamada de lei de Kirchhoff para tensão, afirma que a soma algébrica das forças eletromotrizes (f.e.m) em qualquer malha é igual a soma algébrica das quedas de potencial ou dos produtos iR contidos na malha, em outras palavras, que a soma algébrica das tensões ao longo de qualquer laço é zero.

(3)[pic 9]

Sendo importante destacar que na lei de Kirchhoff para corrente, o sinal algébrico se faz necessário para indicar se as correntes estão entrando ou saindo de um nó, e para as tensões, o sinal algébrico é usado para indicar a polaridade da tensão, portanto ao percorrer o circuito, é necessário cancelar os aumentos e as diminuições nos níveis de energia.

Exemplo de um circuito onde se aplica as leis de Kirchhoff

[pic 10]

Fig. 1: Circuito com várias malhas e nós (https://def.fe.up.pt/eletricidade/circuitos_cc.html)

No decorrer do trabalho será apresentado modelos de circuitos de aplicações da lei de Ohm e de Kirchhoff, com valores mensurados pelo multímetro, que todos estão contidos em tabelas, também questionários visando uma maior abordagem, aplicação das leis e conceitos dos assuntos adotados neste experimento, afim de revelar a importância e necessidade de sua prática.

TEOREMA DA SUPERPOSIÇÃO

O princípio por trás da técnica da superposição é a propriedade aditiva das funções lineares. Com efeito, num dado circuito com duas ou mais fontes de corrente ou tensão independentes, um dado valor de uma grandeza é resultado das contribuições independentes de cada fonte de tensão ou corrente sozinhas, sem que as outras estejam presentes no circuito. Ou seja, pode-se tomar uma única fonte de tensão ou corrente e eliminar as demais (substituindo fontes de tensão por um curto-circuito e fontes de corrente por um circuito aberto), calculando a grandeza desejada. Repete-se o processo com cada fonte independente de tensão ou corrente e, ao final, soma-se os valores encontrados. Esse princípio permite a redução de um problema complexo a vários problemas simples, cada um contendo uma única fonte independente.

☺ Humor: Faça a seguinte analogia:

• Circuito » Você

• Entradas » Hambúrguer + batatas-fritas + refrigerante

• Saída » Quantidade de alimento digerido (bolo alimentar) no seu estômago!

Pelo teorema da superposição, para determinar a quantidade total de bolo alimentar no seu estômago (resposta total), basta somar a quantidade correspondente à ingestão do hambúrguer (resposta à entrada 1), com a quantidade ingerida de batatas-fritas (resposta à entrada 2), e com o volume bebido de refrigerante (resposta à entrada 3). (Referencia http://www.uel.br/pessoal/ernesto/2ele028/teoremas_circuitos_v02.pdf).

Dica: Para estudar cada fonte separadamente no circuito, é necessário anular as demais. Para isso, deve-se:

• considerar a fonte de tensão como um curto-circuito (V = 0);

• considerar a fonte de corrente como um circuito aberto (I = 0).

O teorema só se aplica no cálculo de correntes ou tensões e não pode ser utilizado no cálculo da potência.

- - LEIS DE KIRCHHOFF

Objetivos

1 - Verificar experimentalmente as leis de Kirchhoff.

2 - Identificar experimentalmente os conceitos de ramos, nós, laços e malhas.

3 - Verificar o funcionamento dos supernós e supermalha.

1.4 – PARTE EXPERIMENTAL

Materiais Necessários: Itens adicionais:

R1 ≠ R2 ≠ R3 ≠ R4 ≠ R5 ≠ R6 ≠ R7 Protobord

500Ω

10 kΩ

10 kΩ

60 kΩ

100 kΩ

200