Na eletrodinâmica, no estudo dos circuitos elétricos destacam-se duas leis;
a) Lei da ação-e-reação e Lei das Malhas.
b) Lei da gravitação universal e Lei da ação-reação.
c) Lei de Ohm e Lei das Malhas.
d) Lei de Coulomb e Lei dos nós.
e) Lei das Malhas e Lei dos nós.
a) Lei da ação-e-reação e Lei das Malhas.
b) Lei da gravitação universal e Lei da ação-reação.
c) Lei de Ohm e Lei das Malhas.
d) Lei de Coulomb e Lei dos nós.
e) Lei das Malhas e Lei dos nós.
Passo 1
O enunciado pede que eu escolha, entre as alternativas dadas, quais são as duas leis que mais se destacam no estudo de circuitos elétricos. As alternativas são:
a) Lei da ação-e-reação e Lei das Malhas.
b) Lei da gravitação universal e Lei da ação-reação.
c) Lei de Ohm e Lei das Malhas.
d) Lei de Coulomb e Lei dos nós.
e) Lei das Malhas e Lei dos nós.
a) Lei da ação-e-reação e Lei das Malhas.
b) Lei da gravitação universal e Lei da ação-reação.
c) Lei de Ohm e Lei das Malhas.
d) Lei de Coulomb e Lei dos nós.
e) Lei das Malhas e Lei dos nós.
Informações relevantes fornecidas: preciso identificar quais duas leis são as que predominam na análise de circuitos elétricos (ou seja, as leis básicas usadas para montar equações em circuitos).
Passo 2
Vamos entender o que é a “Lei dos nós” (a segunda das leis que aparecem na opção e). A Lei dos nós é a famosa Lei de Kirchhoff para correntes, também chamada de Lei dos Nós ou Lei de Correntes de Kirchhoff (KCL). Ela diz, em palavras simples: num ponto onde vários ramos se encontram (um nó), a soma algébrica das correntes que entram e saem é zero — conservação de carga elétrica no nó. Em forma matemática usamos por exemplo:
onde cada
é a corrente de um ramo adotando sinal positivo para correntes que entram e negativo para as que saem (ou vice-versa, desde que seja consistente). Exemplo numérico prático: se num nó chegam
e
e sai um ramo desconhecido
, então
Isso é usado na prova: ao analisar um nó, escreva que a soma das correntes é zero e resolva as incógnitas.
Passo 3
Agora a “Lei das malhas” (a primeira da opção e). Essa é a Lei de Kirchhoff para tensões, também chamada de Lei das Malhas ou Lei das Tensões de Kirchhoff (KVL). Em termos simples: ao percorrer uma malha fechada do circuito, a soma algébrica das quedas e subidas de tensão é zero — conservação de energia elétrica ao redor da malha. Matematicamente:
onde cada
é a diferença de potencial em um elemento do circuito (podem ser geradores, resistores, etc.), com sinais positivos ou negativos conforme a convenção de percurso. Exemplo prático: em uma malha com uma bateria de
e dois resistores
e
em série, se a corrente for
, pelas quedas em resistores temos
e
. A KVL dá:
Isolando
:
No exame, para montar equações de malha você soma as tensões seguindo um sentido e iguala a zero.
Passo 4
Importante distinguir dessas duas leis a Lei de Ohm e a Lei de Coulomb:
- A Lei de Ohm,
, relaciona tensão, corrente e resistência em um resistor e é frequentemente usada junto com as Leis de Kirchhoff para resolver circuitos. Mas sozinha não constitui as “duas leis” fundamentais do método de análise de circuitos; ela é uma relação constitutiva dos elementos. - A Lei de Coulomb descreve a força entre cargas pontuais e não é a ferramenta principal para análise de circuitos macroscópicos.
Portanto, embora a Lei de Ohm seja essencial nas contas, as “duas leis” que se destacam no estudo de circuitos são as duas Leis de Kirchhoff: a dos nós e a das malhas.
Passo 5
Vamos eliminar as alternativas erradas rapidamente:
- a) Lei da ação-e-reação (Newton) não é usada como uma das duas leis básicas de circuitos — elimina.
- b) Lei da gravitação universal e Lei da ação-reação — nada a ver com circuitos elétricos — elimina.
- c) Lei de Ohm e Lei das Malhas — a Lei de Ohm é importante, mas a formulação clássica que costuma aparecer como “duas leis” é a Lei das Malhas junto com a Lei dos Nós (as duas Leis de Kirchhoff). Então esta opção não é a que a maioria dos enunciados quer como resposta.
- d) Lei de Coulomb e Lei dos nós — a Lei dos nós está correta, mas a Lei de Coulomb não é a parceira usual nas análises de circuitos (ela trata forças entre cargas), então elimina.
- e) Lei das Malhas e Lei dos nós — são exatamente as duas Leis de Kirchhoff, que são as bases formais para montar as equações em análise de circuitos. Esta é a correta.
Passo 6
Resumo para a prova (dica de amigo): quando o enunciado falar “quais são as duas leis destacadas em circuitos?”, pense automaticamente nas duas Leis de Kirchhoff — uma para correntes nos nós (KCL) e outra para tensões nas malhas (KVL). Na hora da prova escreva as equações de nó e de malha e, quando precisar, use a Lei de Ohm para relacionar tensões e correntes nos resistores.
Resposta
e) Lei das Malhas e Lei dos nós.