Durante uma aula de Física, estudantes analisaram um transformador ideal usado para elevar a tensão em uma…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Durante uma aula de Física, estudantes analisaram um transformador ideal usado para elevar a tensão em uma instalação experimental. O enrolamento primário possui 200 espiras, o secundário possui 800 espiras e o dispositivo é alimentado com uma tensão de 120 V no primário. Em um transformador ideal, a razão entre as tensões é igual à razão entre os números de espiras correspondentes: V_s/V_p = N_s/N_p. Com base nos dados do experimento, qual é a tensão elétrica obtida no enrolamento secundário?
- A) 240 V
- B) 30 V
- C) 360 V
- D) 480 V
- E) 120 V
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. O primário tem Np = 200 espiras, o secundário tem Ns = 800 espiras e a tensão do primário é Vp = 120 V. Pede-se a tensão do secundário, Vs.
- Aplique a relação dada no enunciado para o transformador ideal: Vs/Vp = Ns/Np. A razão de espiras é Ns/Np = 800/200 = 4.
- Calcule Vs = Vp x (Ns/Np) = 120 x 4 = 480 V. Como o secundário tem mais espiras que o primário, a tensão é elevada, o que é coerente com o objetivo do aparelho.
- Confira a resolução por comparação. Vs/Vp = 480/120 = 4, igual a Ns/Np = 800/200 = 4. Logo, a alternativa D está correta e coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A (240 V) usaria uma razão igual a 2 em vez de 4. B (30 V) inverte a razão, calculando 120 x 200/800. C (360 V) usa a diferença de espiras (800 - 200 = 600) em vez da razão entre elas. E (120 V) supõe que a tensão não muda, o que só ocorreria com a mesma quantidade de espiras nos dois enrolamentos.
💡 Dica: Calcule a tensão de saída usando a relação de tensões.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula a razão de espiras de forma incorreta, obtendo fator 2 em vez de 4, por exemplo dividindo 800 por 400 ou fazendo uma multiplicação parcial. Assim, chega a 120 x 2 = 240 V.
O aluno inverte a relação entre as tensões e as espiras, supondre que o secundário com mais espiras teria menor tensão. Calcula 120 x (200/800) = 30 V.
O aluno usa a diferença entre os números de espiras (800 - 200 = 600) como fator de proporção, em vez da razão entre eles. Obtém 600/200 = 3 e, daí, 120 x 3 = 360 V.
Por que engana: Confundir a relacao de tensoes e calcular a tensao de saida incorretamente, invertendo a proporcao ou aplicando a razao errada.
A razão entre as espiras do secundário e do primário é N_s/N_p = 800/200 = 4. Como o secundário tem quatro vezes mais espiras que o primário, sua tensão também será quatro vezes maior: V_s = 4 × 120 V = 480 V.
O aluno acredita que a tensão do secundário permanece igual à do primário, ignorando a relação de espiras. Essa intuição do dia a dia não se aplica ao transformador.
Raio-X da questão
transformador de tensão
avaliacao
transformador de tensao · proporcao e razao
Revisar a relação de tensões em transformadores.
Confundir a relacao de tensoes e calcular a tensao de saida incorretamente, invertendo a proporcao ou aplicando a razao errada.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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