Técnicas de Resolução de Circuitos Elétricos

Técnicas de Resolução de Circuitos Elétricos

Nesse post você vai aprender a resolver exercícios envolvendo circuitos elétricos e a utilizar uma ferramenta de resolução de circuitos chamada de Leis de Kirchhoff.

Porém, para a sua total compreensão, é necessário saber outros assuntos sobre Eletrodinâmica. Caso queira rever alguns conteúdos, acesse nossos resumos: Corrente Elétrica, Leis de Ohm, Associação de Resistores e Geradores e Receptores Elétricos.

1. Partes de circuitos elétricos:

a) Nó:

Ponto de encontro de dois ou mais fios, de modo que um fio dobrado não é considerado um nó, mas um ponto.

A seguir é apresentado um exemplo que mostra dois nós (A e B):

Exemplos de Nós

b) Ramo:

Trecho do circuito compreendido entre dois nós.

A seguir é apresentado um exemplo que mostra três ramos (cada trecho em azul é um ramo diferente):

Exemplos de Ramos

c) Malha:

Circuito elétrico formado exclusivamente por dois ramos.

Com base no mesmo exemplo mostrado nos itens anteriores, pode-se formar 3 malhas diferentes, as quais são apresentadas na figura abaixo:

Exemplos de Malhas

2. Leis de Kirchhoff:

a) Lei de Kirchhoff das Correntes (LKC) ou Lei dos Nós:

O somatório das correntes que chegam a um nó é igual ao somatório das correntes que saem deste nó.

A seguir é apresentado um exemplo de tal lei:

Exemplo da Lei de Kirchhoff das Correntes (LKC)

\dpi{120} i_{1}=i_{2}+i_{3}

b) Lei de Kirchhoff das Tensões (LKC) ou Lei das Malhas:

Ao se percorrer uma malha, o somatório algébrico das diferenças de potencial elétrico é nulo.

Para poder resolver a Lei de Kirchhoff das Tensões é necessário ter em mente a seguinte relação física:

Gerador é sinônimo de GANHO de potencial: sinal POSITIVO ( + )

Resistor é sinônimo de PERDA de potencial: sinal NEGATIVO ( ─ )

Receptor é sinônimo de PERDA de potencial: sinal NEGATIVO ( ─ )

Observações:

I) A tensão em um gerador é o E (tensão ideal ou força eletromotriz),

II) A tensão em um receptor é o E’ (tensão ideal ou força contra eletromotriz)

III) A tensão em um resistor é U = R . i

IV) Quando o sentido de rotação da malha é contrária ao da corrente adotada, resolve-se o circuito normalmente, porém multiplica-se por (-1) apenas o ramo que ocorre tal conflito.

c) Exemplo de Lei de Kirchhoff das Tensões (LKC) ou Lei das Malhas:

Exemplo de Lei de Kirchhoff das Tensões (LKT)

Girando a malha α (no sentido horário) tendo como partida o Nó A, tem-se:

Para melhor identificar a soma das tensões, vamos utilizar as cores:

  • Em azul, perda de tensão nos resistores
  • Em vermelho, perda de tensão no receptor
  • Em verde, ganho de tensão no gerador

3. Exercício de Aplicação:

(ITA 2013 – Questão 14) Considere o circuito elétrico mostrado na figura formado por quatro resistores de mesma resistência, R = 10 Ω, e dois geradores ideais cujas respectivas forças eletromotrizes são ε1 = 30 V e ε2 = 10 V. Pode-se afirmar que as correntes i1 , i2 , i3 e i4 nos trechos indicados na figura, em ampères, são respectivamente de

a) 2, 2/3, 5/3 e 4.

b) 7/3, 2/3, 5/3 e 4.

c) 4, 4/3, 2/3 e 2.

d) 2, 4/3, 7/3 e 5/3.

e) 2, 2/3, 4/3 e 4

Para saber a resposta dessa questão, clique aqui e acesse o gabarito oficial do ITA.

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Professor de Física desde 2008, quando ainda cursava Engenharia Civil na Escola Politécnica da USP, vindo a graduar neste curso em 2013 e posteriormente fazer licenciatura em Física. Lecionou em renomados cursinhos de São Paulo e de São José dos Campos, sendo responsável por várias aprovações em cursos concorridos no Brasil. Ao longo dos 10 anos de carreira passou a acompanhar as mudanças nos vestibulares das estaduais paulistas (Fuvest, Unicamp, Unesp, Famema e Famerp) e no ENEM sendo grande conhecedor de tais concursos. Atualmente é professor de física em todos os anos do Ensino Médio e professor do Kuadro.

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