Leis de Kirchhoff – Lei dos Nós e Lei das Malhas
Teoria
Opa, tudo bem? Vamos escrever uma matemática aqui embaixo: (basta apertar ‘ALT + =’ )
Exercícios Resolvidos
Exercício Resolvido #1
[Elaboração própria]
A corrente na figura é:
Passo 1
Bom, pessoal, vamos ao que a Lei de Kirchhoff de Correntes nos diz:
A soma das correntes que entram em um nó é igual a soma das correntes que saem do mesmo nó.
Ou seja:
Passo 2
Aí você me pergunta, quem está entrando no nó? Vamos olhar a figura:
São essas duas correntes que parecem se direcionar para dentro do nó!
Logo nossa Lei de Kirchhoff para o nó em questão fica da forma:
Passo 3
Enquanto as correntes que saem são:
Pois apontam para fora do nó! Agora a Lei de Kirchhoff para o nó fica dessa forma:
Passo 4
Para descobrir quanto vale o vamos isolar esse termo de um lado e fazer as operações entre os números:
Quando passamos um número positivo para o outro lado da equação, ele se torna negativo.
Fazendo essa conta temos:
Não vamos esquecer a unidade, não é?
Resposta
a)
Exercício Resolvido #2
[UNIP – Eletricidade básica - Exercícios de Leis de Krichhoff- Problemas propostos – 7.6.a]
Calcule as quantidades desconhecidas indicadas na figura:
Passo 1
Vamos ver uma informação sobre o nó desse circuito. Veja esses pontos de conexão entre os resistores:
Consegue perceber que não existe nenhum elemento, como uma fonte de tensão ou um resistor, entre esses dois pontos?
Isso quer dizer que para um circuito, esses dois pontos representam o mesmo nó!
Agora veja que o mesmo ocorre entre esses dois pontos:
Ou seja, tudo isso é um nó só:
Passo 2
Bom, agora que temos esse nó, podemos aplicar a Lei de Kirchhoff para correntes e descobrir a corrente desconhecida, não é mesmo? Podemos escrever a Lei dessa forma:
Quem são as correntes entrando? Só temos uma que aponta para dentro do nó:
Então a equação da Lei de Kirchhoff fica da seguinte forma:
Enquanto as correntes que estão saindo, que apontam para fora do nó, são:
Dessa forma a equação da Lei de Kirchhoff fica da seguinte forma:
Passo 3
Vamos resolver essa equação então? Para encontrar , vamos isolar essa incógnita de um lado e passar todos os números para o outro lado da igualdade:
Como os números que acompanhavam eram positivos, quando passamos para o outro lado, eles se tornam negativos!
Fazendo essa continha encontramos
Chegamos na corrente desconhecida!
Resposta
Exercício Resolvido #3
[UNIP – Eletricidade básica - Exercícios de Leis de Krichhoff- Problemas propostos – 7.6.b]
Calcule as quantidades desconhecidas indicadas na figura:
Passo 1
Quando aplicamos a Lei de Kirchhoff para malhas, a primeira coisa a se fazer é definir o sentido da corrente. Nesse caso, como não podemos ter certeza do sentido da corrente, vamos escolher que a corrente circula no sentido horário:
Passo 2
Após ter escolhido o sentido da corrente, podemos definir os polos positivo e negativo para cada fonte de tensão e queda de tensão.
Temos algumas regrinhas bem simples:
- Quando a corrente passa pelo resistor, ela entra pelo polo positivo e sai pelo polo negativo da queda de tensão:
- A fonte de tensão já define o polo positivo e o polo negativo de acordo com seu símbolo, o tracinho maior sempre será o positivo e o menor sempre será o negativo:
Essa queda de tensão no resistor obedece a primeira lei de Ohm
Então, será igual a:
Vamos definir todos os polos positivos e negativos para o circuito:
Marquei de amarelo todas as informações que sabemos e de vermelho a informação que ainda não sabemos.
Passo 3
Vamos agora percorrer essa malha como se fôssemos a corrente. Por onde a corrente entrar pelo polo positivo e sair pelo negativo, iremos subtrair o valor. Enquanto por onde a corrente entrar pelo polo negativo e sair pelo polo positivo, iremos somar.
Calma, vamos ver cada um dos elementos.
- Começando pela primeira fonte de tensão de :
- O primeiro resistor tem uma queda de tensão igual a :
- A segunda fonte é aquela que desejamos saber o valor:
- O segundo resistor tem uma queda de tensão igual a :
- O terceiro resistor tem uma queda de tensão igual a :
- E por último, o quarto resistor apresenta uma queda de tensão igual a :
Como a corrente entra pelo polo negativo e sai pelo polo positivo, vamos assumir como valor positivo:
Como a corrente entra pelo polo positivo e sai pelo polo negativo, vamos assumir como valor negativo:
Como a corrente entra pelo polo positivo e sai pelo polo negativo, vamos assumir como valor negativo:
Como a corrente entra pelo polo positivo e sai pelo polo negativo, vamos assumir como valor negativo:
Como a corrente entra pelo polo positivo e sai pelo polo negativo, vamos assumir como valor negativo:
Como a corrente entra pelo polo positivo e sai pelo polo negativo, vamos assumir como valor negativo:
Vamos finalmente montar a nossa Lei de Kirchhoff que diz que a soma de todas as tensões de uma malha deve ser igual a zero. Veja:
Agora é só fazer essa continha
Passando o que está negativo para o outro lado, ele fica positivo
Agora é só inverter a ordem da escrita para ficar bonitinho
Vê se não esquece a unidade, tudo bem?
Resposta
Exercício Resolvido #4
[UNIP – Eletricidade básica - Exercícios de Leis de Krichhoff- Problemas propostos – 7.8]
Calcule , e :
Passo 1
Vamos pensar o seguinte, como os resistores e estão em paralelo, eles devem ter a mesma queda de tensão entre os seus terminais, correto? Veja:
Mas quanto vale essa queda de tensão? Isso depende da corrente que passa em cada resistor:
Lembrando da fórmula da primeira lei de Ohm
temos que
Como já concluímos que , então podemos escrever
Ou seja, achamos uma relação entre e :
Substituindo os valores dos resistores:
Isolando o de um lado da igualdade, temos que passar o número que o multiplica para o outro lado dividindo:
Que será igual a:
Passo 2
Lembra da Lei de Kirchhoff para correntes? A soma de todas as correntes que entram em um nó é igual a soma de todas as correntes que saem do nó:
Quem é o nosso nó? Esse aqui:
Quem são as correntes que entram? Apenas que vale
Enquanto as correntes que saem do nó são e :
Achamos mais uma relação entre e não é? Agora temos o sistema:
Substituindo a primeira equação na segunda, temos:
Somando a , temos:
Agora para encontrar basta passar o que está multiplicando para o outro lado dividindo
Então encontramos :
Como , logo:
Isolando a corrente de um lado da equação:
Chegamos na segunda corrente!
Apenas utilizando Lei de Kirchhoff e nossos conhecimentos sobre Lei de Ohm!
Passo 3
Agora queremos encontrar a tensão da fonte , mas como? Primeiro vamos olhar para a primeira malha:
Sabemos todas as correntes e todos os resistores, então vamos aplicar Lei de Kirchhoff das malhas para essa malha destacada, certo? Vem comigo!
O primeiro passo é marcar o sentido da corrente que iremos acompanhar, nesse caso, vou usar o sentido anti-horário, pois as correntes e já circulam nesse sentido:
Passo 4
Agora vamos marcar os polos positivos e negativos, além de calcular as quedas de tensão nos resistores. Temos algumas regrinhas bem simples:
- Quando a corrente passa pelo resistor, ela entra pelo polo positivo e sai pelo polo negativo da queda de tensão:
- A fonte de tensão já define o polo positivo e o polo negativo de acordo com seu símbolo, o traço maior sempre será o positivo e o menor sempre será o negativo:
Essa queda de tensão no resistor obedece a primeira lei de Ohm
Então, será igual a:
Vamos definir todos os polos positivos e negativos para o circuito:
Passo 5
Vamos calcular as quedas de tensão nos resistores. Como a resistência está ligada em série com a fonte, por ela circula a corrente , então:
Substituindo os valores que o circuito nos fornece:
Agora pelo resistor circula a corrente , logo a queda de tensão será:
Substituindo os valores que o circuito nos fornece:
Passo 6
Agora que sabemos as quedas de tensão em cada resistor, vamos agora percorrer essa malha como se fôssemos a corrente. Por onde a corrente entrar pelo polo positivo e sair pelo negativo, iremos subtrair o valor. Enquanto por onde a corrente entrar pelo polo negativo e sair pelo polo positivo, iremos somar.
Calma, vamos ver cada um dos elementos.
- Começando pela primeira fonte de tensão de :
- O primeiro resistor tem uma queda de tensão igual a :
- O segundo resistor tem uma queda de tensão igual a :
Como a corrente entra pelo polo negativo e sai pelo polo positivo, vamos assumir como valor positivo:
Como a corrente entra pelo polo positivo e sai pelo polo negativo, vamos assumir como valor negativo:
Como a corrente entra pelo polo positivo e sai pelo polo negativo, vamos assumir como valor negativo:
Vamos finalmente montar a nossa Lei de Kirchhoff que diz que a soma de todas as tensões de uma malha deve ser igual a zero. Veja:
Resolvendo essa continha
Isolando o , encontramos
Chegamos na resposta final!
Resposta
Exercício Resolvido #5
[UNIP – Eletricidade básica - Exercícios de Leis de Krichhoff- Problemas propostos – 7.9]
Calcule todas as correntes através das resistências pelo método da corrente de malha:
Passo 1
Preparados para mais uma questãozinha de lei de Kirchhoff? Vamo que vamo!
Como ele nos deu as correntes no sentido horário:
Já somos capazes de estabelecer os polos positivo e negativo de cada queda de tensão, certo?
Lembrando das regrinhas:
- Quando a corrente passa pelo resistor, ela entra pelo polo positivo e sai pelo polo negativo da queda de tensão:
- A fonte de tensão já vem definido o polo positivo e o polo negativo de acordo com seu símbolo:
Essa queda de tensão obedece a primeira lei de Ohm
Então, no resistor será igual a:
Vamos definir todos os polos positivos e negativos para o circuito:
Para facilitar, dividi entre a malha em laranja e a malha em verde!
Passo 2
Vamos calcular as quedas de tensão nos resistores. Utilizaremos a Lei de Ohm:
- Calculando :
- Calculando :
- Calculando :
- Calculando :
- Calculando :
Deixei por último as quedas de tensão e , pois elas estão sob o mesmo resistor de :
Vamos olhar apenas a queda de tensão e as correntes:
Dessa vez escreveremos a queda de tensão em função das duas correntes:
Veja que eu subtraí de , pois a corrente causa esse posicionamento dos polos positivo e negativo, enquanto se opõe a essa circulação de corrente.
Vamos fazer o mesmo para :
Dessa vez escreveremos a queda de tensão em função das duas correntes:
Passo 3
Vamos aplicar a Lei de Kirchhoff nessas malhas? Olhem de novo para a primeira malha:
Percorrendo de acordo com a circulação da corrente :
- Fonte de tensão com sinal positivo:
- Queda de tensão com sinal negativo:
- Queda de tensão com sinal negativo:
- Queda de tensão com sinal negativo:
- Queda de tensão com sinal negativo:
- Queda de tensão com sinal negativo:
- Queda de tensão com sinal negativo:
- Queda de tensão com sinal negativo:
Montando a equação para essa malha, temos:
Pela Lei de Kirchhoff, a soma de todas as tensões e quedas em uma mesma malha deve ser igual a zero!
Vamos substituir as expressões das correntes. As unidades colocaremos só no final, beleza?
Aplicando a distributiva em:
Lembrando que multiplicação entre um número positivo com um número negativo é igual a um número negativo. Porém a multiplicação entre dois números negativos é igual a um número positivo:
Então voltamos para a equação da primeira malha:
Vamos somar todos os termos que são multiplicados por :
Aplicando na equação:
Achamos a primeira relação, vamos guardar ela com carinho! Enquanto isso vamos olhar para a segunda malha!
Passo 4
Vamos olhar de novo para a segunda malha:
Percorrendo de acordo com a circulação da corrente :
Montando a equação para essa malha, temos:
Pela Lei de Kirchhoff, a soma de todas as tensões e quedas em uma mesma malha deve ser igual a zero!
Vamos substituir as expressões das correntes. As unidades colocaremos só no final, beleza?
Aplicando a distributiva em:
Lembrando que multiplicação entre um número positivo com um número negativo é igual a um número negativo. Porém a multiplicação entre dois números negativos é iguala um número positivo:
Então voltamos para a equação da segunda malha:
Vamos somar todos os termos que são multiplicados por :
Aplicando na equação:
Passando o para o outro lado da equação
Dividindo os dois lados por , ficamos com:
Guardou essa relação? Vamos montar um sistema com as duas relações que encontramos!
Passo 4
As duas relações que encontramos foram:
Se substituirmos a segunda relação na primeira, teremos o seguinte:
Fazendo primeiro essa multiplicação
Voltando para a equação:
Agora vamos passar a corrente para o outro lado
Quando passamos para o outro lado da igualdade, o sinal da corrente ficou positivo!
Dividindo os dois lados por teremos:
UHUL, achamos a segunda corrente!
Vamos encontrar a primeira corrente, substituindo esse valor na relação:
Logo:
Agora ficou fácil de achar a primeira corrente, certo? Estou sentindo que você está entendendo tudo, mas vamos fazer mais exercícios pra melhorar ainda mais!
Resposta
Exercício Resolvido #6
[ESTÁCIO – ELETRICIDADE BÁSICA]
Um circuito em série é composto por uma fonte de tensão contínua de , um resistor de , cuja queda de tensão tem valor desconhecido e um resistor de valor desconhecido, cuja queda de tensão é de . Por este circuito circula a corrente de valor . Para melhor visualização o circuito é apresentado abaixo. Os valores de , e no circuito mencionado são:
Passo 1
Vamos começar relembrando o que a Lei de Kirchhoff para tensões nos diz:
A soma das tensões de uma malha deve ser igual a zero
Mas temos que ver que em um circuito temos fontes de tensão e quedas de tensão.
Vamos primeiro evidenciar os polos positivo e negativo de cada elemento:
Passo 2
Por onde a corrente entrar pelo polo positivo e sair pelo negativo, iremos subtrair o valor. Enquanto por onde a corrente entrar pelo polo negativo e sair pelo polo positivo, iremos somar.
Calma, vamos ver cada um dos elementos.
- A fonte de tensão
- A queda de tensão no resistor de
- A queda de tensão no resistor
Será positiva:
Será negativa:
Será negativa:
Passo 3
Vamos agora montar a nossa equação de malha:
Podemos passar a queda de tensão , que desejamos descobrir, para o outro lado:
Pronto, sabemos que a queda de tensão no resistor de é igual a !
Passo 4
Sabe como vamos encontrar a corrente? Através da Lei de Ohm:
Olhe nossos valores:
Logo:
Aplicando na equação da Lei de Ohm:
Passando o para o outro lado da equação, ficamos com
Achamos a corrente!!!
Passo 5
Agora vamos olhar para o resistor
Pela Lei de Ohm:
Podemos substituir os valores:
Vamos descobrir o valor do resistor :
Isolando o resistor de um lado da equação:
Pronto, encontramos todos os valores!
Resposta
d)
Exercício Resolvido #7
[ESTÁCIO – ELETRICIDADE BÁSICA - Modificada]
Em uma Usina Hidrelétrica situada no Rio Iguaçu, o sistema de controle é em corrente contínua, cujo circuito equivalente está representado na figura abaixo. Em cima destas informações, quais são os valores da corrente no resistor de ?
Passo 1
Bora para mais uma questãozinha!!!
Olhando o circuito, vemos que tem umas resistências meio esquisitas, não é? O que será que significa aquele e aquele ? Será que foi erro de digitação? Não! Essa é uma outra forma de escrever e . Nessa notação o é escrito na posição onde ficaria a vírgula!
Show! Agora descobrimos que tem nada de errado no enunciado, podemos continuar a questão 😊
Como sabemos as tensões de toda a malha exceto da queda de tensão sob o resistor de , podemos aplicar a Lei de Kirchhoff nesta malha!
Primeiro passo é estabelecer a corrente:
O motivo de ter colocado nesse sentido é que como sabemos que em resistores, a corrente entra pelo polo positivo e sai pelo polo negativo, essa foi a primeira condição que atendemos já que o enunciado nos deu as polaridades dos resistores.
Passo 2
Evidenciar a polaridade dos outros elementos.
Vou colocar um exemplo aqui pra gente lembrar das regrinhas, beleza?
- Quando a corrente passa pelo resistor, ela entra pelo polo positivo e sai pelo polo negativo da queda de tensão:
- A fonte de tensão já vem definido o polo positivo e o polo negativo de acordo com seu símbolo:
Essa queda de tensão no resistor será igual a:
Vamos definir todos os polos positivos e negativos para o circuito:
Passo 3
Vamos aplicar a Lei de Kirchhoff nessa malha?
Percorrendo de acordo com a circulação da corrente :
- Fonte de tensão com sinal positivo:
- Queda de tensão com sinal negativo:
- Queda de tensão com sinal negativo:
- Queda de tensão com sinal negativo:
Pela Lei de Kirchhoff, a soma de todas as tensões e quedas em uma mesma malha deve ser igual a zero!
Isolando a incógnita que desejamos descobrir de um lado só, podemos passar para o outro lado da igualdade e ela se tornará positiva:
Realizando essas subtrações:
Encontramos a queda de tensão sobre o resistor ! Mas como vamos encontrar a corrente?
Passo 4
Vamos olhar de novo para o resistor:
Sabemos a queda de tensão e a resistência :
Agora não caímos mais na pegadinha da notação, né haha. Mas o que significa ? Significa que estamos multiplicando aquela quantidade por :
Como não sabemos a corrente , podemos utilizar a Lei de Ohm, veja:
Aplicando os valores que conhecemos:
Isolando o , teremos:
Realizando essa conta chegamos ao valor de:
Resposta
Exercício Resolvido #8
[ESTÁCIO – ELETRICIDADE BÁSICA]
Um gerador de alimenta o circuito mostrado na figura abaixo, sendo o valor de desconhecido. A diferença de potencial nos terminais do resistor de de . Com estas informações determine o valor de .
Passo 1
Certo, a primeira informação que o enunciado nos deu é que a queda de tensão em cima do resistor de é igual a :
Com essas informações:
Através da Lei de Ohm:
Podemos encontrar o valor da corrente :
Isolando a corrente de um lado da igualdade:
Show, já encontramos a corrente que passa pelo resistor de ! Mas, se olharmos bem o circuito, podemos ver que essa corrente é a mesma que passa pelo resistor de .
Então já ganhamos essa informação de graça 😊
Passo 2
Assim, utilizando novamente a primeira lei de Ohm
podemos calcular a queda de tensão no resistor de
E aos pouquinhos vamos colhendo informações e expandindo nosso circuito. Vamos continuar!
Passo 3
Podemos ver que fechamos uma malha de tensões, pela Lei de Kirchhoff, podemos percorrer a malha no sentido da corrente e encontraremos:
- A queda de tensão sendo negativa:
- A queda de tensão sendo negativa:
- A queda de tensão sendo positiva! Porque os polos da tensão lã do lado direito indicam que o positivo está na parte de cima e o negativo na parte de baixo:
Sabemos que pela Lei de Kirchhoff para tensões, a soma de todas as tensões deve ser igual a zero:
Isolando os números para o outro lado da igualdade, os termos passam de negativo para positivo:
Passo 4
Agora que temos o valor dessa queda de tensão, vamos olhar para a malha com fonte de tensão:
Podemos aplicar novamente a Lei de Kirchhoff, concorda comigo? Para encontrar a queda de tensão em cima do resistor de .
Primeiro passo, vamos destacar os polos positivos e negativos da fonte de tensão e da queda de tensão no resistor de acordo com a corrente:
Segundo passo, vamos percorrer a malha seguindo a corrente:
- A fonte de tensão será positiva, pois a corrente entra pelo polo negativo e sai pelo polo positivo:
- A queda de tensão sob o resistor será negativa, pois a corrente entra pelo polo positivo e sai pelo polo negativo:
- A queda de tensão sob o resistor será negativa, pois a corrente entra pelo polo positivo e sai pelo polo negativo:
Montando a equação de acordo com a Lei de Kirchhoff para tensões, sabemos que a soma de todos esses valores de tensão de uma mesma malha deve dar zero:
Passando o termo para o outro lado da igualdade, conseguimos tornar ele positivo:
Realizando essa subtração, encontraremos:
Passo 5
Agora que sabemos sobre a queda de tensão no resistor de , podemos usar a Lei de Ohm para descobrir o valor da corrente que passa por ele:
A equação da Lei de Ohm é:
Aplicando os valores que conhecemos:
Vamos isolar a corrente que desejamos encontrar:
Passo 6
Vamos olhar para o nosso circuito, pessoal, com correntes e tensões:
Percebe que sabemos todas as correntes, exceto que está saindo do nó.
Podemos aplicar a Lei de Kirchhoff para correntes, não podemos? Essa Lei nos diz que a soma das correntes que entram no nó é igual a soma das correntes que saem do mesmo nó:
A corrente que entra no nó é apenas , enquanto as correntes que saem do nó são e :
Sabemos os valores:
Isolando a corrente :
Show! Encontramos mais uma informação, mas ainda não terminamos.
Passo 7
Olhe para esse ramo central:
Já sabemos a queda de tensão nesse resistor e a corrente que passa por ele. Para encontrar a resistência podemos aplicar a Lei de Ohm:
Aplicando os valores que já conhecemos da tensão e a corrente
Isolando :
Chegamos na resposta final, pessoal! Demorou, mas chegamos!
Resposta
Exercício Resolvido #9
[ESTÁCIO – ELETRICIDADE BÁSICA - Modificada]
No circuito da figura abaixo, determine a corrente , as quedas de tensão nos resistores e e a fonte de tensão , sabendo que a queda de tensão é igual a .
Passo 1
Estamos quase na última questão, galera, não desista!!!
A única informação que ele nos deu sobre o circuito é a tensão no resistor :
Nós temos os valores da tensão e o resistor :
Através da Lei de Ohm, podemos encontrar o valor da corrente :
Substituindo os valores que já sabemos:
Isolando a corrente de um lado da igualdade só:
Achamos a corrente e sabe o que vamos fazer com isso? Calcular as outras quedas de tensão nos outros resistores!
Passo 2
Repare que todo o circuito é percorrido por uma única corrente, pois as resistências estão em série!
Como já calculamos a corrente que passa pelo resistor , então essa mesma corrente passará por todos os resistores.
Vamos calcular para o primeiro resistor:
Pela Lei de Ohm, podemos calcular a queda de tensão em cima do resistor:
Substituindo os valores que já conhecemos:
Realizando essa multiplicação, encontramos:
Vamos calcular agora para o segundo resistor da mesma forma:
Vamos aplicar a Lei de Ohm novamente com os valores que conhecemos:
Realizando essa multiplicação, encontramos:
Passo 3
Vamos ver como nosso circuito ficou?
Já que sabemos os valores de todas as quedas de tensão, podemos encontrar o valor da fonte de tensão através da Lei de Kirchhoff para tensões.
Vamos percorrer a malha no sentido da corrente .
- Primeiro temos a fonte de tensão com valor positivo, pois a corrente entra pelo polo negativo e sai pelo polo positivo:
- Em seguida temos todas as quedas de tensão com valor negativo, pois a corrente entra pelo polo positivo e sai pelo polo negativo em todos os resistores:
Montando a equação da Lei de Kirchhoff, sabemos que a soma de todas as tensões em uma malha é igual a zero. Então vamos somar tudo que encontramos:
Passando todos os valores independentes para o outro lado da igualdade, eles se tornarão positivos:
Somando tudo, teremos que a fonte de tensão vale:
Pronto, encontramos a resposta, graças a Lei de Kirchhoff!
Resposta
Exercício Resolvido #10
[UNIP – Eletricidade básica – Lista de Exercícios – 19]
Equacione o circuito abaixo, usando as leis de Kirchhoff:
Passo 1
Aeeee última questão para fechar com chave de ouro!!!
Olha só o que enunciado nos pediu, para equacionar. Então vai ser isso que faremos, não iremos resolver, apenas equacionar, ta bom? Então vamos lá!
O primeiro passo é definirmos nossas correntes, então como temos malhas, teremos três correntes, veja:
O sentido das correntes foi escolhido arbitrariamente, você poderia escolher outros sentidos, se preferisse. Mas minha dica é escolher no mesmo sentido para evitar confusão no futuro 😉
Passo 2
Já somos capazes de estabelecer os polos positivo e negativo de cada queda de tensão, certo?
Vou mostrar um exemplo só para lembrarmos da regrinha, beleza?
- Quando a corrente passa pelo resistor, ela entra pelo polo positivo e sai pelo polo negativo da queda de tensão:
- A fonte de tensão já vem definido o polo positivo e o polo negativo de acordo com seu símbolo:
Essa queda de tensão no resistor será igual a:
Vamos definir todos os polos positivos e negativos para o circuito. Primeiro para as fontes de tensão:
Agora os polos positivo e negativo para as malhas , e :
Passo 3
Vamos calcular as quedas de tensão nos resistores. Utilizaremos a Lei de Ohm:
- Calculando :
- Calculando :
- Calculando :
- Calculando :
- Calculando :
- Calculando :
- Calculando :
- Calculando :
- Calculando :
- Calculando :
Fazemos essa subtração, pois quem causa esse posicionamento dos polos positivo e negativo de é a corrente , porém a corrente é contrária a essa queda de tensão.
Estamos fazendo a mesma subtração, só que invertemos as correntes por conta da polaridade!
Passo 4
Vamos aplicar a Lei de Kirchhoff nessas malhas? Vamos olhar de novo para a primeira malha:
Percorrendo de acordo com a circulação da corrente :
- Fonte de tensão com sinal positivo:
- Queda de tensão com sinal negativo:
- Queda de tensão com sinal negativo:
- Queda de tensão com sinal negativo:
- Fonte de tensão com sinal negativo:
- Queda de tensão com sinal negativo:
- Fonte de tensão com sinal positivo:
- Queda de tensão com sinal negativo:
- Queda de tensão com sinal negativo:
- Fonte de tensão com sinal negativo:
- Queda de tensão com sinal negativo:
- Fonte de tensão com sinal positivo:
- Queda de tensão com sinal negativo:
- Queda de tensão com sinal negativo:
- Fonte de tensão com sinal negativo:
- Queda de tensão com sinal negativo:
Montando a equação para essa malha, temos:
Pela Lei de Kirchhoff, a soma de todas as tensões e quedas em uma mesma malha deve ser igual a zero!
Vamos substituir as quedas de tensão calculadas anteriormente
Aplicando a distributiva em:
E em:
Lembrando que multiplicação entre um número positivo com um número negativo é igual a um número negativo. Porém a multiplicação entre dois números negativos é iguala um número positivo:
E
Então voltamos para a equação da primeira malha:
Vamos somar todos os termos que são multiplicados por :
Podemos subtrair esse com o
Achamos a primeira relação, vamos guardar ela com carinho! Enquanto isso vamos olhar para a segunda malha!
Passo 5
Olhando agora para a segunda malha:
Percorrendo de acordo com a circulação da corrente :
Montando a equação para essa malha, temos:
Pela Lei de Kirchhoff, a soma de todas as tensões e quedas em uma mesma malha deve ser igual a zero!
Vamos substituir as quedas de tensões que encontramos anteriormente
Aplicando a distributiva em:
E em:
Lembrando que multiplicação entre um número positivo com um número negativo é igual a um número negativo. Porém a multiplicação entre dois números negativos é iguala um número positivo:
E
Então voltamos para a equação da segunda malha:
Vamos somar todos os termos que são multiplicados por :
Podemos subtrair o com o
Achamos a segunda relação, vamos guardar mais ela com carinho! Enquanto isso vamos olhar para a terceira e última malha!
Passo 6
Olhando a terceira e última malha:
Percorrendo de acordo com a circulação da corrente :
Pela Lei de Kirchhoff, a soma de todas as tensões e quedas em uma mesma malha deve ser igual a zero!
Vamos substituir as quedas de tensão encontradas acima
Aplicando a distributiva em:
E em:
Lembrando que multiplicação entre um número positivo com um número negativo é igual a um número negativo. Porém a multiplicação entre dois números negativos é iguala um número positivo:
E
Então voltamos para a equação da terceira malha:
Vamos somar todos os termos que são multiplicados por :
Podemos subtrair o com o outro
Achamos a terceira relação! Cumprimos o nosso propósito! Vamos relembrar todas as equações? Elas são: