Enunciado

Nos exercícios 5-8, analise os circuitos elétricos dados encontrando as correntes desconhecidas.

Passo 1

Vamos usar a analise de malha. Lembrando que quando temos uma corrente passando por um resistor, temos uma queda de tensão, ou seja, se nós estivermos percorrendo o ciruito pelo mesmo sentido da corrente teremos um valor de negativo para a tensão, já quando percorremos no sentido contrário da corrente teremos um valor positivo. Vamos percorrer a malha no sentido horário.

Para a malha da esquerda:

- 1 + 6 ⋅ I 2 + 4 ⋅ I 1 = 0

4 ⋅ I 1 + 6 ⋅ I 2 = 1

Para a malha da direita:

- 4 ⋅ I 1 - 2 + 2 ⋅ I 3 = 0

- 4 ⋅ I 1 + 2 ⋅ I 3 = 2

- 2 ⋅ I 1 + I 3 = 1

Agora vamos olhar para o nó de cima:

I 1 + I 3 = I 2

I 1 - I 2 + I 3 = 0

Agora já temos as 3 equações que precisávamos:

I 1 - I 2 + I 3 = 0 4 ⋅ I 1 + 6 ⋅ I 2 = 1 - 2 ⋅ I 1 + I 3 = 1

Vamos escrever o sistema na forma matricial:

1 - 1 1 4 6 0 - 2 0 1 ⋅ I 1 I 2 I 3 = 0 1 1

Escrevendo a matriz estendida:

1 - 1 1 4 6 0 - 2 0 1 0 1 1

Passo 2

Agora é só resolver o sistema.

Somando - 4 vez a primeira linha na segunda:

1 - 1 1 0 10 - 4 - 2 0 1 0 1 1

Dividindo a segunda linha por 10:

1 - 1 1 0 1 - 2 / 5 - 2 0 1 0 1 / 10 1

Somando 2 vezes a primeira linha na ultima:

1 - 1 1 0 1 - 2 / 5 0 - 2 3 0 1 / 10 1

Somando 2 vezes a segunda linha na ultima:

1 - 1 1 0 1 - 2 / 5 0 0 11 / 5 0 1 / 10 6 / 5

Multiplicando a ultima linha por 5 / 11 :

1 - 1 1 0 1 - 2 / 5 0 0 1 0 1 / 10 6 / 11

Somando 2 / 5 vezes a ultima linha na segunda:

1 - 1 1 0 1 0 0 0 1 0 7 / 22 6 / 11

Somando - 1 vez a ultima linha na primeira:

1 - 1 0 0 1 0 0 0 1 - 6 / 11 7 / 22 6 / 11

E por fim, somando a segunda linha na primeira:

1 0 0 0 1 0 0 0 1 - 5 / 22 7 / 22 6 / 11

Ou seja a solução do sistema é igual a:

I 1 I 2 I 3 = - 5 / 22 7 / 22 6 / 11

Resposta

I 1 I 2 I 3 = - 5 / 22 7 / 22 6 / 11

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