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Experiência 10: Leis de Kirchhoff
Objetivos
- Comprovar experimentalmente as duas leis de Kirchhoff
Material Usado
1 Multímetro digital
1 Matriz de pontos
1 Bateria de 9 V
2 pilhas de 1,5 V
Resistores: 470,1 k,2k2,3k3
1 Matriz de pontos
1 Bateria de 9 V
2 pilhas de 1,5 V
Resistores: 470,1 k,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 |  Figura 2 - Circuito elétrico com três malhas |
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 |
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 1.
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 1. Escreva na tabela 2 a orientação (aproxima/afasta) em relação ao nó A.
Tabela 1 Valores medidos e calculados
| Valores Calculados | Valores Medidos | ||||
| I1(mA) | I2(mA) | I3(mA) | I1(mA) | I2(mA) | I3(mA) |
Tabela 2 - Orientação das correntes em relação ao nó A
| Orientação em relação ao nó A | ||
| I1 | I2 | I3 |
( a ) ( b )
Figura 4 - Circuito para verificação experimental das leis de Kirchhoff ( a ) Layout na MP ( b ) esquematico - 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 5.
( a ) ( b )
Figura 5 - Medindo a corrente em R2, I2 ( a ) layout na MP ( b ) esquematico - Dispositivos fora de escala
4. Recoloque o jumper vermelho e retire o jumper azul para medir a corrente em R1, I1, conforme Figura 6.
( a ) ( b )
Figura 6 - Medindo a corrente em R1, I1 ( a ) layout na MP ( b ) esquematico - dispositivos fora de escala
5. Recoloque o jumper azul e retire o jumper verde e no seu lugar coloque o amperímetro para medir a corrente em R3, I3.
( a ) ( b )
Figura 7 - Medindo a corrente em R3, I3 ( a ) layout na MP ( b ) esquematico - dispositivos fora de escala
6. A partir dos dados medidos das tabelas 1 e 2 escreva a equação do nó A.
Soma das correntes que se aproximam =
Soma das correntes que se afastam=
7. Escreva as suas conclusões sobre a primeira lei de Kirchhoff
8. Meça todas as tensões (V1,V2,V3 e as tensões nas duas fontes) e anote na tabela 3. Nas tabela 4, 5 e 6 anote a orientação (horário/anti-horário) em relação às malhas. Meça também o valor efetivo das duas baterias (E1 e E2).
9. Ligue o multímetro conforme Figura 8 para medir a tensão em R2, V2. Anote o valor medido na tabela 3.
( a ) ( b )
Figura 8 - Medindo a tensão em R2, V2, ( a ) layout na MP ( b ) esquematico - dispositivos fora de escala
Tabela 3 - Valores medidos e calculados das tensões
| Valores Calculados | Valores Medidos | ||||||
| V1(V) | V2(V) | V3(V) | V1(V) | V2(V) | V3(V) | E1(V) | E2(V) |
10. Ligue o multímetro conforme figura 9 para medir a tensão em R1, V1. Anote o valor medido na tabela 3.
( a ) ( b )
Figura 9 - Medindo a tensão em R1, V1 ( a ) layout na MP ( b ) esquematico - dispositivos fora de escala
11. Ligue o multímetro conforme Figura 10 para medir a tensão em R3, V3. Anote o valor medido na tabela 3.
( a ) ( b )
Figura 10 - Medindo a tensão em R3, V3 ( a ) layout na MP ( b ) esquematico - dispositivos fora de escala
Tabela 4 - Orientação das tensões na malha BACB Tabela 5 - Orientação das tensões na malha ADCA
| Orientação (H/AH) | ||||
| V1 | V2 | V3 | E1 | E2 |
| Orientação (H/AH) | ||||
| V1 | V2 | V3 | E1 | E2 |
Tabela 6 - Orientação das tensões na malha BADCB
| Orientação (H/AH) | ||||
| V1 | V2 | V3 | E1 | E2 |
12. A partir dos dados das tabelas 3, 4, 5 e 6 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. Escreva as suas conclusões sobre a segunda lei de Kirchhoff.