(Puccamp 2002)
No circuito elétrico representado no esquema a seguir, as fontes de tensão de 12 V e de 6 V são ideais; os dois resistores de 12 ohms, R1 e R2, são idênticos; os fios de ligação têm resistência desprezível.
Nesse circuito, a intensidade de corrente elétrica em R1 é igual a
De acordo com a 2ª lei de kirchhoff, ou lei das malhas, ao percorrermos uma malha apartir de um ponto qualquer e voltarmos a este ponto, a soma das ddps deve ser 0.
Vejamos o que isso quer dizer.
Nós temos 2 elementos que parecem ser fontes de energia
Primeiramente nós temos que determinar qual deles é o gerador e qual é o receptor.
Como este circuito é muito simples é bem fácil fazê-lo.
O gerador será o que contém a maior Ɛ (Ɛ > Ɛ’)
Ele é quem determina o sentido da corrente
Chegando em y a corrente se divide em 2, uma segue na direção de x e a outra vai para baixo, vamos chamá-las de i1 e i2
Agora vamos dividir o circuito em 2 partes (malhas), α e Ꞵ
Para cada uma nós iremos escrever uma equação, comecemos com Ꞵ.
Vamos escolher qualquer ponto dela e percorrê-la no sentido horário[1]
Agora nós faremos o seguinte, para cada gerador/receptor que nós encontrarmos iremos escrever ± Ɛ.
Ɛ: força eletromotriz ou contraeletromotriz do gerador/receptor
Se nós chegarmos ao gerador/receptor pelo seu polo positivo ficará +Ɛ.
Se nós chegarmos ao gerador/receptor pelo seu polo positivo ficará -Ɛ.
E para cada resistência escreveremos ± Ri
i: corrente que atravessa R
Se nós passarmos pela resistência no sentido contrário da corrente escrevemos -Ri.
Se nós passarmos no mesmo sentido da corrente escrevemos +Ri.
Por exemplo, imagine que nós temos a resistência R e a corrente i
estamos percorrendo a malha e passamos por R no sentido contrário da corrente (de cima para baixo)
escreveremos então -Ri.
Mas se passarmos por R no mesmo sentido da corrente
escreveremos +Ri.
Vamos lá.
Partindo de y no sentido horário nós encontramos o polo positivo de um gerador/receptor de 12V (seta em verde)
então o 1º termo da equação de Ꞵ é +12.
Continuando, nós passamos por R2 no sentido contrário da corrente
o 2º termo da equação de Ꞵ é -12i2.
E voltamos para y, fim do percurso.
A soma das ddps deve ser 0 12 -12i2 = 0 (eq1)
Façamos o mesmo em α.
Partindo de x no sentido horário passamos por R1 no sentido contrário da corrente
O 1º termo da equação de α é -12i1
Passamos por R2 no mesmo sentido da corrente
O 2º termo da equação de α é +12i2
E por fim encontramos o polo negativo de um gerador/receptor de 6V
o último termo da equação é -6.
E voltamos para x, fim do percurso.
A soma das ddps deve ser 0 +12i2 -12i1 -6 = 0 (eq2)
Vamos isolar 12i2 em eq1
-12i2 = -12
12i2 = 12
Substituindo em eq2
12 -12i1 -6 = 0
-12i1 +6 = 0
-12i1 = -6
i1 = 0,5 A
Gabarito letra b.
[1]: você pode percorrer uma malha no sentido anti-horário também, sem problema nenhum, eu apenas escolhi o sentido horário
Por que nós escrevemos 12i1, 12i2 … ? Da onde eles vieram ?
De acordo com a 1ª lei de Ohm \( \bbox[5px, border: 2px solid blue]{ R = \Large{ {U} \over {i} } }\)
R: resistência, unidade Ω (ohms)
U: diferença de potencial a qual a resistência está submetida, também conhecida como tensão, unidade V (Volt)
i: corrente elétrica, unidade A (ampère)
Assim, a ddp nos terminais de uma resistência é U = Ri