Roteiro-Relatório da Experiência N o 02 LEIS DE KIRCHHOFF - PDF
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Martín de Sousa Varejão
1 COMPONENTES DA EQUPE: Roteiro-Relatório da Experiência N o 02 LES DE KRCHHOFF ALUNOS NOTA Data: / / : h 1. OBJETVOS: Verificação experimental da Lei de Kirchhoff das Tensões e a Lei de Kirchhoff das Correntes, aplicadas a circuitos elétricos simples. 2. PARTE TEÓRCA 2.1 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. Assim, definir-se-á que os circuitos, aqui estudados, serão formados pela conexão de resistores e fontes de tensão e/ou corrente. Portanto, é necessário conhecer algumas definições a respeito das partes que compõem um circuito elétrico, e que estão indicadas na Figura 1: NÓ: ponto onde dois ou mais elementos de circuitos têm uma conexão 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 contêm internamente outro laço. Leis de Kirchhoff 1/6 Laboratório de Circuitos Elétricos 1001
2 R 1 Nó Laço Malha V R 2 R 3 Ramo Figura 1 Estrutura de um circuito elétrico. 2.2 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. R 1 V + V V 2 - R 2 Figura 2 Polaridades das tensões em cada resistor e da corrente. 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 segue: A soma algébrica das tensões em uma malha é igual a zero. Leis de Kirchhoff 2/6 Laboratório de Circuitos Elétricos 1001
3 Para o circuito da Figura 2, pode-se, então, escrever a Lei de Kirchhoff das Tensões como: V V V 0 (1) 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 encontramse referenciadas. + V Nó 1 V R 1 2 R 2 1 R 3 3 Nó 2 _ Figura 3 Circuito com um par de nó. 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 segue: A soma algébrica das correntes em um nó é igual a zero. Para o circuito da Figura 3, pode-se, então, escrever a Lei de Kirchhoff das Correntes como: 0 (2) Leis de Kirchhoff 3/6 Laboratório de Circuitos Elétricos 1001
4 3. MATERAL UTLZADO UNVERSDADE DO ESTADO DE SANTA CATARNA Fonte de tensão variável (DC Power Suply). Resistores: (R1) 47k, (R2) 5,6k, (R3) 330 e (R4) 680. (1/2W). Multímetro (Voltímetro, Amperímetro e Ohmímetro). Protoboard. 4. PRÉ-RELATÓRO Ler o item 5 Parte Experimental e resolver teoricamente os circuitos propostos com os valores nominais para os resistores, preenchendo as tabelas nas linhas que se referem aos valores teóricos. 5. PARTE EXPERMENTAL: 5.1 Medição dos Componentes dentifique e meça os resistores, preenchendo a TABELA 1. TABELA 1 Leitura das resistências. Resistência Nominal [ ] R1 R2 R3 R4 Resistência Medida [ ] Tolerância [%] Erro [%] 5.2 Lei de Kirchhoff das Tensões (LKT) Tabela 2. Monte o circuito da Figura 4, realize as medições das grandezas indicadas e preencha a Leis de Kirchhoff 4/6 Laboratório de Circuitos Elétricos 1001
5 R1 + V 1-15V + V 2 - R3 + V 3 - R4 Figura 4 Circuito para LKT. TABELA 2 Dados do circuito de uma malha. Valor Teórico Valor Medido Erro [%] V 1 V 2 V Lei de Kirchhoff das Correntes (LKC) Monte o circuito da Figura 5, realize as medições das grandezas indicadas e preencha a Tabela 3. + V 6 V 1 R3 2 R2 3 R4 4 R1 Figura 5 Circuito para LKC. Leis de Kirchhoff 5/6 Laboratório de Circuitos Elétricos 1001
6 TABELA 3 Dados do circuito com um par de nó. Valor Teórico (ma) Valor Medido (ma) Erro [%] PÓS-RELATÓRO 6.1 Os experimentos se mostraram válidos? Explique por quê? 6.2 Comente os resultados, erros encontrados e possíveis fontes de erros. Leis de Kirchhoff 6/6 Laboratório de Circuitos Elétricos 1001