Leis de Kirchhoff

As leis de Kirchhoff consistem em duas leis relacionadas com circuitos elétricos, que foram formuladas pela primeira vez pelo físico alemão Gustav Robert Kirchhoff e formam a base do cálculo das relações de correntes e tensões.

Lei de Kirchhoff passo a passo

Primeira Lei de Kirchhoff – Lei dos nós de kirchhoff

A primeira lei de Kirchhoff ou lei dos nós (sendo um nó um ponto onde converge três ou mais condutores) estabelece que a soma algébrica das intensidades das correntes que convergem num nó é nula.

Utilizando água como analogia:

Podemos descrever A e B como depósitos por onde a água flui. A quantidade de água que entra em cada depósito será igual à quantidade de água que flui para fora do mesmo.

Na prática podemos construir um circuito simples com duas resistências:

A corrente I irá fluir por cada resistência em devida proporção ao seu valor (lei de ohm). Supondo uma tensão de alimentação de 5V, a corrente que fluir pelo ramo de 10k será de 5V / 10000Ω = 0,5mA e no ramo da resistência de 1k será 5V / 1000Ω = 5mA logo, a corrente total I = 0,5mA + 5mA = 5,5mA

Segunda lei de Kirchhoff - Lei de Kirchhoff 3 malhas

A segunda lei de Kirchhoff ou lei das malhas (sendo uma malha um percurso fechado do circuito, compreendido entre vários condutores) estabelece que em qualquer malha, a soma algébrica das quedas de tensão é igual à soma algébrica das diferenças de potencial nos diferentes ramos que constituem a malha.

Utilizando novamente água como analogia:

Podemos definir os pontos A, B e C como quedas de água sucessivas. A soma da altura de cada queda de água, será igual à queda total de A para C.

 Na prática podemos construir novamente um circuito simples com duas resistências:

Estando as resistências em série, conseguimos facilmente calcular a corrente que circula na malha. 5V / (10k + 1K ) = 0,45mA, logo, na primeira resistência (10k) existirá uma queda de tensão de 10k x 0,45mA = 4,55V e na segunda resistência (1k) 1k x 0,45mA = 0,45V.

A queda de tensão total (fonte de alimentação) será 4,55V + 0,45V = 5V confirmando assim a segunda lei de Kirchhoff.

 Este último exemplo em particular é de extrema utilidade e relembrando o divisor de tensão abordado anteriormente leva-os a um componente por todos nós conhecido – o potenciómetro.

Potenciómetro

Um potenciómetro é uma resistência variável em que podemos regular o seu valor mediante uma determinada posição. Alguns exemplos:

É representado por:

Os potenciómetros são divisores de tensão construídos de uma forma inteligente:

Relembrando o capítulo anterior, podemos utilizar duas resistências para descer o valor da tensão através da utilização de duas ou mais resistências em série.

Esta implementação do divisor de tensão é muito simples. Duas resistências são ligadas a uma tensão de entrada Vin e o outro extremo ligado aos 0V. No ponto intermédio existe uma tensão inferior e que pode ser facilmente calculada através da lei de ohm:

Em suma, os potenciómetros são componentes que permitem traduzir diferentes grandezas físicas como o movimento, a temperatura e até mesmo a luminosidade em resistência elétrica que ao ser utilizada sob a forma de um divisor de tensão manipular sinais elétricos. Existem imensos tipos diferentes com as mais variadas aplicações (sensores, trimmers, reguladores de vários tipos, etc.).

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