Exercício Resolvido de Correntes Fictícias de Maxwell
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No circuito abaixo, determinar as correntes nos ramos e seus verdadeiros sentidos.

 

Dados do problema:

Resistores:

  • R1 = 0,5 Ω;
  • R2 = 0,5 Ω;
  • R3 = 1 Ω;
  • R4 = 0,5 Ω;
  • R5 = 0,5 Ω;
  • R6 = 3 Ω;
  • R7 = 1 Ω.

Baterias:

  • E1 = 20 V;
  • E2 = 20 V;
  • E3 = 6 V;

Solução:

Em primeiro lugar, a cada malha do circuito atribuímos, aleatoriamente, um sentido de corrente. Na malha ABEFA temos a corrente i1 no sentido horário e na malha BCDEB temos a corrente i2 também no sentido horário (Figura 1)

Figura 1

Aplicando a Lei das Malhas à malha i1 a partir do ponto A no sentido escolhido, esquecendo a malha i2 (Figura 2)

Figura 2
\[ \begin{gather} \bbox[#99CCFF,10px] {\sum_n V_n=0} \end{gather} \]
\[ \begin{gather} R_2i_1+R_4(i_1-i_2)+E_2+R_5(i_1-i_2)+R_3i_1+R_1i_1-E_1=0 \end{gather} \]

substituindo os valores do problema

\[ \begin{gather} 0,5i_1+0,5(i_1-i_2)+20+0,5(i_1-i_2)+1i_1+0,5i_1-20=0 \\[5pt] 0,5i_1+0,5(i_1-i_2)+0,5(i_1-i_2)+1i_1+0,5i_1=0 \\[5pt] 0,5i_1+0,5i_1-0,5i_2+0,5i_1-0,5i_2+1i_1+0,5i_1=0 \\[5pt] 3i_1-i_2=0 \tag{I} \end{gather} \]

Esquecendo a malha i1 e aplicando a Lei das Malhas à malha i2, temos pela Figura 3, a partir do ponto B

Figura 3
\[ \begin{gather} R_6i_2+E_3+R_7i_2+R_5(i_2-i_1)-E_2+R_4(i_2-i_1)=0 \end{gather} \]

substituindo os valores do problema

\[ \begin{gather} 3i_2+6+1i_2+0,5(i_2-i_1)-20+0,5(i_2-i_1)=0 \\[5pt] 3i_2+i_2+0,5i_2-0,5i_1-14+0,5i_2-0,5i_1=0 \\[5pt] -i_1+5i_2=14 \tag{II} \end{gather} \]

Com as equações (I) e (II) temos um sistema de duas equações a duas incógnitas (i1 e i2)

\[ \left\{ \begin{array}{l} \;3i_1-i_2=0\\ -i_1+5i_2=14 \end{array} \right. \]

isolando o valor de i2 na primeira equação

\[ \begin{gather} i_2=3i_1 \tag{III} \end{gather} \]

substituindo este valor na segunda equação

\[ \begin{gather} -i_1+5\times 3i_1=14 \\[5pt] -i_1+15i_1=14 \\[5pt] 14i_1=14 \\[5pt] i_1=\frac{14}{14} \\[5pt] i_1=1\;\mathrm A \end{gather} \]

Substituindo este valor na equação (III)

\[ \begin{gather} i_2=3\times 1 \\[5pt] i_2=3\;\mathrm A \end{gather} \]

No ramo BE vai circular uma corrente i3 dada por

\[ \begin{gather} i_3=i_2-i_1 \\[5pt] i_3=3-1 \\[5pt] i_3=2\;\mathrm A \end{gather} \]

O sentido da corrente i3 será o mesmo da corrente i2 (de maior valor).
Como os valores das correntes são todos positivos, isto indica que os sentidos escolhidos na Figura 1 são corretos. Os valores das correntes são i1=1 A, i2=2 A, e i3=3 A, e seus sentidos estão mostrados na Figura 4.

Figura 4
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