O que é a Lei das Tensões de Kirchhoff?
A Lei das Tensões de Kirchhoff é uma das leis fundamentais da eletricidade usada para descrever o comportamento dos circuitos elétricos. A lei foi desenvolvida por Gustav Kirchhoff, um físico alemão, em 1845. A Lei de Kirchhoff afirma que a soma das diferenças de potencial (também chamadas de tensões) ao longo de um caminho fechado em um circuito elétrico é igual a zero.
Em outras palavras, qualquer circuito elétrico que possua um caminho fechado, deve obedecer a Lei das Tensões de Kirchhoff. A lei é fundamental para entender como as correntes elétricas e as tensões são distribuídas em um circuito.
Como aplicar a lei em circuitos elétricos?
Para aplicar a Lei das Tensões de Kirchhoff em um circuito elétrico é necessário, primeiramente, identificar o caminho fechado e as tensões envolvidas. Em seguida, deve-se escrever uma equação que descreva a soma das tensões ao longo do caminho fechado, igualando-a a zero.
A equação da Lei de Kirchhoff pode ser escrita como: a soma das tensões (ou diferença de potencial) em um caminho fechado em um circuito elétrico é igual a zero. A equação é: $sum_{i=1}^{N}{V_i} = 0$, onde $V_i$ é a tensão em cada ponto i do caminho fechado.
Exemplo prático da Lei de Kirchhoff
Considere o circuito elétrico abaixo:
Para aplicar a Lei de Kirchhoff, vamos escolher um caminho fechado no circuito, passando pelos resistores e pela fonte de tensão. Vamos começar no ponto A, subindo o resistor de 2 ohms ($R_1$), passando pela fonte de tensão ($V_1$), descendo pelo resistor de 4 ohms ($R_2$) e voltando ao ponto A.
A Lei de Kirchhoff afirma que a soma das diferenças de potencial (ou tensões) ao longo desse caminho fechado deve ser igual a zero.
A equação fica assim:
$V_1 – R_1i_1 – R_2i_2 = 0$
onde $i_1$ e $i_2$ são as correntes elétricas que passam pelos resistores.
Além disso, como o circuito está conectado em série, a corrente elétrica é a mesma em todos os pontos. Assim, podemos escrever:
$i_1 = i_2 = i$
Substituindo essa equação na equação anterior, temos:
$V_1 – R_1i – R_2i = 0$
Resolvendo para i, temos:
$i = frac{V_1}{R_1 + R_2}$
Qual a importância da Lei das Tensões de Kirchhoff?
A Lei das Tensões de Kirchhoff é uma das principais ferramentas para analisar circuitos elétricos complexos. Ela permite calcular as correntes elétricas e as tensões em qualquer ponto do circuito, desde que se conheça a configuração do circuito e as fontes de tensão envolvidas.
Além disso, a Lei de Kirchhoff é fundamental para a compreensão de outras leis e conceitos da eletricidade, como a Lei das Correntes de Kirchhoff e as leis de Ohm e de Joule.
Em resumo, a Lei das Tensões de Kirchhoff é uma importante ferramenta para a análise de circuitos elétricos e um conceito fundamental da eletricidade.
