Leis de Kirchhoff

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Primeira lei de Kirchhoff
i₁ + i₄ = i₂ + i₃

As Leis de Kirchhoff são assim denominadas em homenagem ao físico alemão Gustav Kirchhoff (1824 - 1887).

Leis de Kirchhoff para circuitos elétricos

Formuladas em 1845, estas leis são baseadas no Princípio da Conservação da Energia, no Princípio de Conservação da Carga Elétrica e no fato de que o potencial elétrico tem o valor original após qualquer percurso em uma trajetória fechada (sistema não-dissipativo).

1ª Lei de Kirchhoff (Lei das Correntes ou Leis dos Nós)

Em um nó, a soma das correntes elétricas que entram é igual à soma das correntes que saem, ou seja, um nó não acumula carga.

<math>\sum_{k=1}^Ni_k=0</math>, sendo a corrente elétrica <math>i=\frac{\delta Q}{\delta t}</math>.

Isto é devido ao Princípio da Conservação da Carga Elétrica, o qual estabelece que num ponto qualquer a quantidade de carga elétrica que chega (δ<math>Q_1</math>) deve ser exatamente igual à quantidade que sai (δ<math>Q_2</math> + δ<math>Q_3</math>), δ<math>Q_1</math> = δ<math>Q_2</math> + δ<math>Q_3 .</math> Dividindo por δt:

<math> I_1 = I_2 + I_3 .</math>

2ª Lei de Kirchhoff (Lei das Tensões ou Lei das Malhas)

A soma algébrica da d.d.p (Diferença de Potencial Elétrico) em um percurso fechado é nula. Ou seja, a soma de todas as tensões (forças electromotrizes) no sentido horário é igual a soma de todas as tensões no sentido anti-horário, ocorridas numa malha, é igual a zero.

<math> \sum_{k=1}^{N} U_k = 0 </math>

De acordo com o enunciado

<math>-3 + 5\times I_1 + R_3\times I_3 = 0</math>

Observação: Neste caso <math> U_1 = 3 V</math>. As leis de Kirchhoff são baseadas no eletromagnetismo e só são válidas quando o tamanho da oscilação eletromagnética é muito maior que as dimensões do circuito.

Características do circuito em série

O circuito em série apresenta três características importantes:

1. Fornece apenas um caminho para a circulação da corrente elétrica;

2. A intensidade da corrente é a mesma ao longo de todo o circuito em série;

3. O funcionamento de qualquer um dos consumidores depende do funcionamento dos consumidores restantes.

Lei de Kirchhoff para radiação térmica

Segunda lei de Kirchhoff
v₁ + v₂ + v₃ - v₄ = 0

A lei de Kirchhoff em termodinâmica, também chamada Lei de Kirchhoff da radiação térmica, é uma declaração geral igualando emissão e absorção em objetos aquecidos, proposta por Kirchhoff em 1859 (e demonstrada em 1861), a partir de considerações gerais de equilíbrio termodinâmico.

Um objeto a uma temperatura diferente de zero irradia energia eletromagnética. Se esse objeto é um corpo negro perfeito, absorvendo toda a luz que incide sobre ele, ele irradia energia de acordo com a fórmula de radiação do corpo negro. De maneira geral, ele irradia com alguma emissividade multiplicada pela fórmula do corpo negro. A lei de Kirchhoff declara:

Em equilíbrio térmico, a emissividade de um corpo (ou superfície) é igual à sua absortância.