Outro método muito poderoso na solução de circuitos elétricos é o método Nodal,
também chamado, em algumas literaturas técnicas, de método Tensão Nodal. Basicamente,
o método consiste em se analisar as correntes que chegam e saem de um nó. Para tal, designamos
uma tensão para cada nó existente no circuito.
Na Figura 12-01 vemos um circuito que possui quatro nós, sendo que um deles é o terra.
A tensão nos nós a e b são conhecidas (com relação ao terra). Porém, desconhecemos
a tensão no nó c. Usando a convenção de que correntes que chegam aos nós são consideradas
negativas e correntes que saem dos nós são consideradas positivas, podemos escrever
equações para cada nó em função dessas correntes.
Devemos lembrar que a soma algébrica das correntes que concorrem a um nó deve ser igual
a ZERO. Analise a equação eq. 12-01. Essa equação descreve o comportamento das correntes para o nó c.
Vamos analisá-la da esquerda para a direita. Perceba que a primeira parcela, Vc / 20,
nada mais é do que a corrente que sai do nó c para o terra, pois consideramos
o terra como tendo tensão NULA.
A segunda parcela representa a corrente que sai do nó c
em direção ao nó a, pois a tensão elétrica no nó a é 60 volts. Logo, fazendo
a subtração da tensão no nó c pela tensão no nó a, temos a diferença de potencial
sobre o resistor de 10 ohms que está interligando os nós a e c. Ora, dividindo
essa tensão pelo valor do resistor, encontramos o valor da corrente elétrica que circula pelo
mesmo.
Da mesma forma, a terceira parcela, representa a corrente que sai do nó c
em direção ao nó b, pois a tensão elétrica no nó b é 30 volts.
A subtração das duas tensões é a diferença de potencial sobre o resistor de 10 ohms que está
interligando os nós c e b. Assim, dividindo essa diferença de potencial pelo valor do
resistor de 10 ohms, encontramos o valor da corrente elétrica que circula por ele.
Repare que a equação acima está nos dizendo que a soma algébrica de todas as correntes que
concorrem ao nó c deve ser igual a ZERO. Em outras palavras: cada parcela
da equação representa uma corrente dos ramos que formam o nó c. Assim, resolvendo o sistema,
pois só temos a incógnita Vc, encontramos:
Portanto, agora temos conhecimento de todas as tensões elétricas em todos os nós. Assim,
fica muito fácil determinar as correntes em todo o circuito. Apresentamos na Figura 12-02
o circuito com as correntes em todos os componentes.
Veja que para determinar as correntes, devemos aplicar a lei de Ohm a cada
resistor, pois sabemos a diferença de potencial sobre cada um deles. E para determinar
as correntes que circulam pelas fontes de tensão, utilizamos o fato de que a soma algébrica
das correntes que concorrem aos nós a e b devem ser igual a ZERO (lei de Kirchhoff para correntes).
Como exercício o aluno pode fazer um balanço de potência do circuito e verificar a validade dos
resultados.
Na aba "Problemas" existem vários problemas resolvidos sobre este tópico.
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