Leis de Circuito de Kirchhoff
A carga elétrica não pode se acumular nem desaparecer, então em qualquer junção a corrente que entra deve ser exatamente igual à corrente que sai. A energia também não pode aparecer nem desaparecer, então se você somar todos os ganhos e quedas de tensão em toda uma volta fechada, eles se cancelam para zero.
A fórmula
ΣI_in = ΣI_out ; ΣΔV = 0
- I_in — corrente de entrada (A): corrente total fluindo para uma junção
- I_out — corrente de saída (A): corrente total fluindo para fora da mesma junção
- ΔV — mudança de tensão (V): um ganho ou queda de tensão em uma parte de um circuito
Exemplo resolvido
Um fio carrega 6 A para uma junção, onde se divide em dois ramos. Um ramo carrega 4 A. Quanta corrente flui pelo outro ramo?
- I_in = 6 A
- I_out1 = 4 A
- I_out2 = I_in − I_out1
- I_out2 = 6 A − 4 A
I_out2 = 2 A
Teste-se
Uma junção agora tem 9 A fluindo para dentro, dividindo-se em dois ramos. Um ramo carrega 5 A. O que flui pelo outro ramo?
- Resposta correta: 4 A
- 14 A
- 5 A
Certo! As correntes de entrada devem igualar as de saída: 9 A − 5 A = 4 A.
Ao percorrer toda uma volta fechada em um circuito, somando cada aumento e queda de tensão, a quanto o total deve ser igual?
- A corrente total
- Resposta correta: Zero
- A tensão da bateria dobrada
Exatamente — a energia é conservada, então todos os ganhos e quedas de tensão ao redor de um circuito somam zero.
Onde você vê isso
A fiação da sua casa é uma árvore de junções: a alimentação da rede elétrica se divide no quadro de disjuntores, se divide de novo em cada cômodo, e cada ampere que entra por um lado sai de volta pelo outro — nada se acumula. Um rio que se bifurca ao redor de uma ilha mostra a regra das junções na natureza: os dois ramos carregam exatamente o fluxo que o canal único trouxe até a bifurcação.
Erros comuns
O erro clássico é achar que a corrente se consome ao passar pelos aparelhos — a carga é conservada, então o que flui para dentro de uma junção flui para fora: 9 A entrando e 5 A num ramo significam exatamente 4 A no outro, não menos. A regra da volta é mal aplicada à sua própria maneira: com vários componentes numa mesma volta, a tensão da bateria não cai por inteiro no seu componente favorito — ΣΔV = 0 equilibra o percurso todo, cada subida contra cada queda. Mantenha as duas conservações bem distintas: as junções conservam carga, as voltas conservam energia.
Como se conecta
A lei de Ohm dá o preço de um único resistor; essas duas leis fazem a contabilidade de redes inteiras — e ambas são leis de conservação da mecânica vestidas de circuito (ΣI_in = ΣI_out é a conservação da carga, ΣΔV = 0 é a conservação da energia). O circuito RC, a seguir, é o primeiro circuito cujo comportamento muda enquanto ele funciona, e resolvê-lo exige as duas regras ao mesmo tempo.