Leis de Kirchhoff

Lei dos Nós

A Lei de Kirchhoff das Correntes (ou Nós) diz que a soma de todas as correntes fluindo para um nó é igual à soma das correntes saindo do nó. Aplica-se para circuitos em série, ou seja, a corrente é a mesma em todos os pontos. Na forma matemática, podemos escrever da seguinte maneira:

$$ \sum i_{\text{in}} = \sum i_{\text{out}} $$

No nosso cotidiano, um exemplo prático da aplicação da Lei dos Nós de Kirchhoff pode ser observado em uma régua de tomadas. Imagine que você conecte dois equipamentos nessa régua: um deles consome 3 A e o outro consome 2 A. Nesse caso, a soma das correntes consumidas pelos dois equipamentos será 5 A. De acordo com a Lei dos Nós, a corrente que chega da rede elétrica à régua (5 A) será exatamente igual à soma das correntes que saem para alimentar os equipamentos conectados, garantindo o equilíbrio do sistema.

Lei das Malhas

A Lei de Kirchhoff das Malhas diz que a soma das tensões em torno de uma malha fechada é zero. Isso aplica-se para circuitos em paralelo. Na forma matemática, podemos escrever da seguinte maneira:

$$ \sum V_n = 0 $$

Onde, n são todas as tensões presentes em todos os elementos da malha. Para encontrar o valor de cada queda de tensão, você deverá aplicar a Lei de Ohm em cada elemento do circuito.

Por exemplo, imagine um circuito com um resistor e um LED conectados em série. Sabe-se que o circuito é alimentado por uma bateria de 9V, e para acender o LED é necessário uma tensão de 2V e corrente de 20mA. Assim, para que o LED funcione sem ser danificado, é preciso encontrar o resistor ideal.

Subtraindo da bateria a tensão necessária para o funcionamento do LED:

$$ 9V - 2V = 7V $$

A queda de tensão sobre o resistor será de 7V! Agora, usaremos a Lei de Ohm para encontrar o valor do resistor:

$$ V = R \cdot I $$

Queremos encontrar R, então manipulamos a equação:

$ R = \frac{V}{I} $

Substituindo valores:

$$ R = \frac{7V}{20mA} = 350\Omega $$

Concluímos que, para o funcionamento correto do LED, será necessário um resistor de 350Ω!

Usando o software de simulação de circuitos Tinkercad, montamos esse circuito simples para melhorar a visualização do circuito!

Figura 1: Simulação

Fonte: Autor

Nos próximos capítulos, iremos abordar com mais detalhes as ferramentas mostradas no exemplo anterior!