Primeira lei de kirchhoff, o que é?
Sabemos que o profissional do Mundo da Elétrica deve cada vez mais se capacitar, procurar por mais conhecimento e saber analisar os vários tipos de circuitos elétricos, utilizando de diversos métodos, isto é um ponto importante! Pensando em ajudar os profissionais, estudantes e amantes da eletricidade a compreender melhor os métodos e conceitos para análise de circuitos elétricos, fizemos este artigo explicando detalhadamente uma das leis de Kirchhoff, especificamente a primeira lei de Kirchhoff.
As Leis de Kirchhoff foram criadas e desenvolvidas pelo físico alemão Gustav Robert Kirchhoff, daí o nome leis de Kirchhoff. As Leis de Kirchhoff são geralmente empregadas em circuitos elétricos mais complexos, como por exemplo circuitos com mais de uma fonte e de resistores, estando eles em série ou em paralelo. Temos que as lei de Kirchhoff possuem conceitos fundamentais para a análise de circuitos elétricos, seja dos circuitos mais simples até os circuitos mais complexos.
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Entenda o que é a primeira lei de kirchhoff.
Para compreender as leis de Kirchhoff é importante definir o que são “nós” em circuitos elétricos, que são basicamente pontos onde três ou mais condutores são interligado, ou seja onde a corrente irá se separar em um determinado ponto do circuito. Encontramos “nós” nos mais diversos tipos de circuitos como por exemplo, em circuitos paralelos ou em circuitos série paralelo, mas não em circuitos em série.
Entenda o que são “NÓS” em um circuito elétrico.
Também é importante compreender o que são as Malhas nos circuito elétricos, que são definidas como caminhos fechados de condutores elétricos, que ao contrário do “nó”, temos em todos os circuitos, pois é um caminho fechado para a circulação da corrente elétrica. Desconsiderando a associação de resistências, a imagem abaixo demonstra um circuito série paralelo que possui três malhas, respectivamente indicadas.
Três “MALHAS” em circuito elétrico série paralelo.
Primeira lei Kirchhoff – Definições
A primeira lei de Kirchhoff, também conhecida como lei dos “nós” ou lei de Kirchhoff para as correntes (LKC), afirma que a soma das correntes que entram em um “nó” é igual a soma das correntes que saem deste mesmo “nó”, como consequência da conservação da carga elétrica, onde soma algébrica das cargas existentes em um sistema fechado permanece constante.
Como exemplo, na figura abaixo representamos um trecho de um circuito percorrido pelas correntes i1, i2, i3 e i4, que facilita a compreensão deste conceito.
Somas das correntes que entram e saem do “NÓ”.
As setas indicadas na imagem acima determinam o sentido da corrente elétrica, ou seja, determinam se as corrente estão entrando ou saindo do “nó”. Sendo assim, aplicando a primeira lei de Kirchhoff temos as correntes I1 e I2 entrando no “nó”, enquanto isso as correntes I3 e I4 estão saindo deste mesmo “nó”. Portanto a soma das correntes I1 e I2 é igual a soma das correntes I3 e I4.
Para a primeira lei de Kirchhoff também podemos afirmar que a somas das correntes em um “nó” é igual a zero, ou seja, não acumula carga.
Antes de realizar a análise desta forma é preciso definir uma convenção de sinais, ou seja, as correntes que estão entrando em um “nó” devem ser consideradas positivas, enquanto isso as correntes que saem deste mesmo “nó” devem ser consideradas negativas, como podemos ver na imagem abaixo.
A soma das correntes um nó é igual a zero.
Primeira lei de Kirchhoff – Aplicação
Agora que sabemos o conceito da primeira lei de Kirchhoff vamos aplicá-la em um determinado circuito, para encontrarmos o valor de todas as correntes contidas no circuito elétrico da imagem abaixo:
Circuito elétrico para determinas a corrente elétrica em cada ponto.
O circuito abaixo é relativamente simples, contendo um único “nó”, que iremos chamar de “Nó A”. Dessa forma ao analisarmos as correntes que entram e saem deste mesmo “nó”, vemos que existe apenas uma corrente entrando (i1), que também é a corrente total deste circuito e também observamos que duas correntes estão saindo deste mesmo “nó”, ou seja, as correntes i2 e i3.
Determinar as correntes que entram e saem destes “NÓ”.
Neste exemplo acima, temos definido o valor da corrente i1 e também o valor da corrente i3, logo, falta encontrar o valor da corrente i2, que podemos definir facilmente, apenas aplicando a lei de kirchhoff para as correntes, sem a necessidade de aplicar outros métodos, como por exemplo as leis de ohm ou divisor de corrente.
Aplicando a lei dos “nós” temos que a corrente i1 é igual a soma das correntes i2 e i3, sendo assim temos que a corrente i2 é igual a diferença entre as correntes i1 e i3. Substituindo os valores na expressão temos que i2 é igual a 0,34 A menos 0,17 A. Dessa forma temos que a corrente i2 é igual a 0,17 A.
A corrente i1 é igual a soma das correntes i2 e i3.
Para termos certeza de que está certo também podemos aplicar a outra definição dada para a primeira lei de kirchhoff, que a soma das correntes i1, i2 e i3 devem ser igual a zero.
Aplicando a lei de kirchhoff para as correntes, temos que 0,34 A mais -0,17 mais -0,17 deve ser igual a zero, lembrando que as correntes i2 e i3 são negativas porque elas estão saindo do nó, conforme destacado anteriormente. Ao realizar os cálculos temos que a soma das correntes neste nó é igual a zero, conforme mostramos na imagem a seguir.
A somas das correntes i1, i2 e i3 é igual a zero.
Para facilitar ainda mais o entendimento sobre o que é a primeira lei de kirchhoff e como aplicá-la, disponibilizamos um vídeo do Mundo da Elétrica explicando passo a passo e com todos os detalhes sobre a lei de kirchhoff para as correntes.
Primeira lei de Kirchhoff – Considerações finais
Todos os conceitos referentes a primeira lei Kirchhoff são válidas para quaisquer circuitos elétricos que contenham “nó(s)” elétrico(s), portanto, ao realizar o dimensionamento ou determinar a corrente elétrica em pontos específicos do circuito elétrico e as informações não estiverem iguais certamente há algo de errado na análise do circuito.
Finalizamos mais um artigo, caso tenha ficado alguma dúvida fique à vontade para ler outros artigos relacionados ao tema e deixar nos comentários a(s) sua(s) dúvida(s) ou curiosidades que iremos responder.
Sobre o autor
Eletricista desde 2006, Henrique Mattede também é autor, professor, técnico em eletrotécnica e engenheiro eletricista em formação. É educador renomado na área de eletricidade e um dos precursores do ensino de eletricidade na internet brasileira. Já produziu mais de 1000 videoaulas no canal Mundo da Elétrica no Youtube, cursos profissionalizantes e centenas de artigos técnicos. O conteúdo produzido por Henrique é referência em escolas, faculdades e universidades e já recebeu mais de 120 milhões de acessos na internet.
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