No 10 Lista de Exercícios Física III Leis de Kirchhoff Prof. Daniel C. Zanotta No circuito ao lado, i = 2A, R = 2Ω, E1 = 10V, r1 = 0,5Ω, E2 = 3,0V e r2 = 1,0Ω. Sabendo que o potencial no ponto A é de 4V, determine os potenciais, em volts, nos pontos B, C e D. 1) Para determinar diferenças de potencial entre dois pontos, deve-se percorrer o circuito por qualquer caminho que leve de um ponto a outro. Nesse caso, os resistores sempre exercem queda de tensão (diminuição do potencial “sinal -“ ), enquanto os geradores/receptores seguem a mesma regra dada para as leis de Kirchhoff. Para o problema em questão, Percorre-se do ponto A até B, depois de A até C e, por fim, de A até D. De A até B teremos: VB = VA– R.i = 4 – 2 . 2 = 0V De A até C: Vc = VA– R.i +E1 – r1.i = 4 – 2 . 2 + 10 – 0,5 . 2 = 9V De A até C: VD = VA– R.i +E1 – r1.i - E2 – r2.i = 4 – 2 . 2 + 10 – 0,5 . 2 – 3 – 1 . 2 = 4V 2) No circuito abaixo, as intensidades das correntes i1, i2 e i3, em ampères, valem, respectivamente. (i1 = 1A; i2 = 2A; i3 = 3A) C 3) Para o circuito da figura ao lado, determine a intensidade de corrente que passa em cada resistor e as ddp VAB e VCD. Dados: 1 = 52 V, 2 = 35 V, r1 = 1,5 , r2 = 2,0 , R1 = 3,5 , R2 = 2,0 , R3 = 6,0 , R4 = 9,0 e R5 = 18,0 (i1 = 4,2 A; i2 = 6,2 A; i3 = 3,1 A; i4=2,06 A; i5 = 1,04 A; VAB = 31 V; VCD = 45,7 V). A R1 r1 r2 1 D R3 2 R4 R2 B Primeiro, os resistores R3, R4 e R5 são associados em paralelo resultando em R3,4,5 = 2. Após, o resistor R5 é associado em série a R3,4,5 resultando em R2,3,,4,5 = 4. i1 i2 A C A C R1 R1 r1 r2 r1 r2 i3 R2,3,4,5 2 1 R 1 D B R2 Após, a lei de Kirchooff é aplicada ao circuito resultante. Malha 1: 1 3,4,5 2 D 2 B R5 Partindo de D: + E2 – r2 . i3 +r1 . i1 – E1 = 0 35 – 2 . i3 +1,5 . i1 – 52 = 0 Malha 2: Partindo de B: - R2345 . i2 +r2 . i3 – E2 = 0 - 4. i2 + 2 . i3 – 35 = 0 Lei dos nós: i1 + i2 = i3 A corrente que passa em R1 é i1. A corrente que passa em R2 é i2. Aa corrente que passa em R3,4,5 é i2 também. Nota-se que este resistor é resultante de uma associação em paralelo. Para saber quanto vale a corrente que passa individualmente em cada um, é necessário saber qual é a d.d.p V3,4,5 em R3,4,5, que é a mesma que cada um dos resistores R3, R4 e R5. Após, deve-se aplicar V = R . i para cada um deles com a tensão V3,4,5 para encontrar iR3, iR4, iR5. 4) Determine o valor de R para que i seja igual a 3 A. Dados: 1 = 85 V, 2 = 25 V, r1 = 2 e r2 = 1 (10 ). r1 1 2 r2 11 i 9 A 10 B R Para resolver este problema é necessário saber qual é a tensão que chega nos terminais A e B. Para tanto, basta partir de um dos pontos que formam a ligação em paralelo de resistores (A ou B) e chegar no outro. Saindo de A: (Como fizemos em 1) VB = VA -11.i +E1-r1 . i – r2 . i – E2 VB – VA = -11.i +E1-r1 . i – r2 . i – E2 = 18V Com VBA = 18V aplicada na associação de resistores, tem-se para o Req a essa associação: VBA = Req . i 18 = Req . 3 Req = 6 E o resistor equivalente: 1 / Req = 1 / 9 + 1/ (10+R) R = 10 1 / 6 = 1 / 9 + 1/ (10+R) 5) No circuito indicado, determine i, R e (4 A; 10 ; 52 V). 4 6A 10 A i 2 R 100 V 6) Para o circuito da figura ao lado, as baterias têm fem 1 = 4 V e 2 = 2 V, e ambas têm resistência interna r1 = r2 = 1 . a) Para que valor devemos ajustar o reostato R para que a lâmpada L não acenda ? (1 ); b) Com a lâmpada L apagada, qual o valor da corrente que passa por R ? (2 A). r1 r2 R 2 L 1 7) No circuito, quando o cursor é colocado no ponto C, o amperímetro A não acusa passagem de corrente. a) Qual a ddp entre os pontos C e B ? (6 V); b) Se R vale 20 , qual o valor da corrente que passa por ela ? (0,5 A); c) Qual o valor da resistência entre B e C ? (12 ). 10 V B R A C A 2 4V 50 8) No trecho do circuito ao lado, determine os valores das correntes i3, i4, i5. Formulário R L A V R.i i q t P V .i P V2 R Este documento está disponível online no endereço: academico.riogrande.ifrs.edu.br/~daniel.zanotta