Lei Atual de Kirchhoff (KCL)

Qual é a lei atual de Kirchhoff?

A Lei Atual de Kirchhoff, muitas vezes abreviada para KCL, afirma que "A soma algébrica de todas as correntes que entram e saem de um nó deve ser igual a zero."

Esta lei é usada para descrever como uma carga entra e sai de um ponto de junção ou nó de um fio.

De posse dessas informações, vamos agora dar uma olhada em um exemplo da lei na prática, por que ela é importante e como foi derivada.

Revisão do circuito paralelo

Vamos dar uma olhada mais de perto no último exemplo de circuito paralelo:



Resolvendo todos os valores de tensão e corrente neste circuito:



Neste ponto, sabemos o valor da corrente de cada ramal e da corrente total no circuito. Sabemos que a corrente total em um circuito paralelo deve ser igual à soma das correntes do ramal, mas há mais acontecendo neste circuito do que apenas isso. Dando uma olhada nas correntes em cada ponto de junção de fio (nó) no circuito, devemos ser capazes de ver outra coisa:

Correntes entrando e saindo de um nó

Em cada nó do “trilho” positivo (fio 1-2-3-4), temos a corrente dividindo o fluxo principal para cada resistor de ramificação sucessivo. Em cada nó do “trilho” negativo (fio 8-7-6-5), temos a corrente se fundindo para formar o fluxo principal de cada resistor de ramificação sucessivo. Este fato deve ser bastante óbvio se você pensar na analogia do circuito da tubulação de água com cada nó de ramificação agindo como um encaixe em "T", o fluxo de água se dividindo ou se fundindo com a tubulação principal à medida que viaja da saída da bomba de água em direção ao retorno reservatório ou reservatório.

Se olharmos mais de perto um determinado nó "tee", como o nó 6, veremos que a corrente que entra no nó é igual em magnitude à corrente que sai do nó:



Do topo e da direita, temos duas correntes entrando na conexão de fio rotulada como nó 6. À esquerda, temos uma única corrente saindo do nó igual em magnitude à soma das duas correntes entrando. Para se referir à analogia do encanamento:desde que não haja vazamentos na tubulação, o fluxo que entra na conexão também deve sair da conexão. Isso é válido para qualquer nó (“encaixe”), não importa quantos fluxos estejam entrando ou saindo. Matematicamente, podemos expressar essa relação geral como tal:

Lei Atual de Kirchhoff

O Sr. Kirchhoff decidiu expressá-lo de uma forma ligeiramente diferente (embora matematicamente equivalente), chamando-a de Lei Atual de Kirchhoff (KCL):







Resumindo em uma frase, a Lei Atual de Kirchhoff é assim:

“A soma algébrica de todas as correntes que entram e saem de um nó deve ser igual a zero”

Ou seja, se atribuirmos um sinal matemático (polaridade) a cada corrente, denotando se elas entram (+) ou saem (-) de um nó, podemos soma-los para chegar a um total de zero, garantido.

Tomando nosso nó de exemplo (número 6), podemos determinar a magnitude da corrente que sai da esquerda, configurando uma equação KCL com essa corrente como o valor desconhecido:





O sinal negativo (-) no valor de 5 miliamperes nos diz que a corrente está saindo o nó, em oposição às correntes de 2 e 3 miliamperes, que devem ser ambas positivas (e, portanto, entrar o nó). Se negativo ou positivo denota entrada ou saída de corrente é totalmente arbitrário, desde que sejam sinais opostos para direções opostas e permaneçamos consistentes em nossa notação, KCL funcionará.

Juntas, as Leis de Voltagem e Corrente de Kirchhoff são um formidável par de ferramentas úteis na análise de circuitos elétricos. Sua utilidade se tornará ainda mais aparente em um capítulo posterior ("Análise de rede"), mas basta dizer que essas Leis merecem ser memorizadas pelo estudante de eletrônica tanto quanto a Lei de Ohm.

REVER:

• Lei da Corrente de Kirchhoff (KCL): “A soma algébrica de todas as correntes que entram e saem de um nó deve ser igual a zero”

PLANILHAS RELACIONADAS:

• Folha de trabalho da lei de Kirchhoff