Planejativo

Leis de Kirchhoff e Ponte de Wheatstone

Carga elétrica

Força elétrica (Lei de Coulomb)

Campo elétrico e Linhas de força

Potencial elétrico, Trabalho e Energia

Condutor esférico e Capacitância

Corrente e Potência elétrica

Leis de Ohm

Associação de Resistores

Geradores elétricos

Capacitores

Eletromagnetismo: Visão geral, Imã e Regra da mão direita

Campo magnético

Força Magnética e regra da mão esquerda

Indução Eletromagnética (Lei de Lenz)

Lei de Faraday e Variação do fluxo magnético

Gerador de corrente alternada e Transformadores

Efeito fotoelétrico

Teoria da relatividade

Física quântica

Processos de eletrização

Receptores elétricos

Alguns pontos-chave dessa matéria para o ENEM que devem ser levados em conta ao estudarmos são:

1. Leis de Kirchhoff e Ponte de Wheatstone

. Você sabia que elas são usadas para descobrir o fluxo de eletricidade em circuitos que são mais complexos que o básico? Pois é, elas são superimportantes!

As leis foram criadas por um cientista alemão chamado Gustav Robert Kirchhoff lá em 1845, quando ele ainda era um estudante. Bacana, né?

Vamos lá. Existem duas leis principais. A primeira delas é a 

, que é usada nos pontos onde a corrente elétrica se divide. Imagina um cruzamento em que o tráfego de carros é dividido em várias ruas – aqui, estamos falando de um "cruzamento" para as correntes elétricas!

As malhas são os circuitos fechados, enquanto os pontos de encontro são os nós. Fonte: 

. Ela se aplica aos caminhos fechados de um circuito – pense em uma pista de corrida. Os circuitos são chamados de malhas.

A Lei dos Nós diz que a soma das correntes que chegam em um nó (lembre-se do nosso cruzamento) é igual à soma das correntes que saem. Isso faz sentido, certo? O que entra tem que sair.

Vamos pegar um exemplo para ficar mais fácil de entender.

Imaginem que temos um circuito com várias correntes elétricas, chamadas i1, i2, i3 e i4.

Elas se encontram em um ponto, o nó, da seguinte forma: i1 e i2 estão chegando ao nó, enquanto i3 e i4 estão saindo. Então, a lei dos nós diz que:

Em um circuito, o número de vezes que devemos aplicar a Lei dos Nós é igual ao número de nós do circuito menos 1. Por exemplo, se no circuito existir 4 nós, vamos usar a lei 3 vezes (4 - 1).

A Lei das Malhas diz que, se seguirmos uma malha em uma direção, a soma de todas as diferenças de potencial (ou tensão) é zero. Em outras palavras, tudo o que sobe, tem que descer.

Para usar a Lei das Malhas, precisamos escolher um sentido para percorrer a malha. A tensão pode ser positiva ou negativa, dependendo do sentido que escolhemos para a corrente e para percorrer o circuito.

Digamos que temos um circuito com várias partes, incluindo resistores e um gerador. Se formos percorrer o circuito no sentido horário, teríamos:

ε1 (o gerador) + R1.i1 (o primeiro resistor) - R2.i2 (o segundo resistor) - ε2 (o receptor) + R3.i1 (o terceiro resistor) + R4.i1 (o quarto resistor) = 0

Ao resolver essas equações, você encontrará todas as correntes que percorrem o circuito. Se um dos valores for negativo, isso significa que a direção da corrente que você escolheu para esse ramo está na verdade, no sentido oposto.

Vocês já ouviram falar da Ponte de Wheatstone? É um tipo especial de circuito elétrico que usamos para fazer medições bem precisas de resistência elétrica. É como uma balança superprecisa, mas para eletricidade!

O circuito é composto por quatro resistores e um dispositivo chamado galvanômetro. Nesse quarteto de resistores, dois deles nós já sabemos o valor, um deles pode variar a resistência e o último é o que queremos descobrir.

Mesmo que o nome seja "Ponte de Wheatstone", o inventor verdadeiro é um cara chamado Samuel Hunter Christie. Sir Charles Wheatstone, a quem o circuito foi nomeado em homenagem, é o sujeito que tornou essa configuração de resistores famosa. Bacana, né?

Boa pergunta! Além de ser superútil para descobrir a resistência elétrica desconhecida, a Ponte de Wheatstone é usada em diversos circuitos que precisam de sensores muito precisos, como balanças, termostatos e sensores de pressão. Então, sempre que você vê uma balança pesando frutas no supermercado, lembre-se da Ponte de Wheatstone!

Na Ponte de Wheatstone, ligamos quatro resistores a uma bateria. Depois, conectamos os resistores com um fio que leva até um galvanômetro, que é tipo um medidor de corrente elétrica.

Em seguida, alteramos a resistência do resistor variável até que o galvanômetro não mostre mais corrente. Quando não há corrente passando pelo galvanômetro, não há diferença de potencial entre os ramos do circuito. Isso significa que a Ponte de Wheatstone está em equilíbrio.

A ponte de Wheatstone encontra-se em equilíbrio desde que i

Vamos dizer que temos quatro resistores chamados R1, R2, R3 e RX. RX é a resistência que queremos descobrir.

Quando a Ponte de Wheatstone está em equilíbrio, isso significa que a corrente que atravessa o galvanômetro é igual a zero. Nesse caso, podemos dizer que os produtos das resistências cruzadas são iguais. Isso pode ser escrito como a seguinte fórmula:

E aí está! Agora vocês sabem o que é a Ponte de Wheatstone e como usá-la para encontrar resistências desconhecidas. Incrível, né?