Em uma comunidade rural do semiárido brasileiro, um sistema de bombeamento de água utiliza um transformador…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma comunidade rural do semiárido brasileiro, um sistema de bombeamento de água utiliza um transformador ideal para adaptar a tensão elétrica antes de alimentar o motor da bomba. Nesse equipamento, a relação entre o número de espiras do enrolamento primário e o número de espiras do enrolamento secundário é de 5:1. Isso significa que o primário possui cinco vezes mais espiras que o secundário. A tensão aplicada ao enrolamento primário é de 120 V. Com base nas informações do texto e considerando o transformador ideal, qual é a tensão elétrica no enrolamento secundário?
- A) 96 V
- B) 24 V
- C) 600 V
- D) 30 V
- E) 120 V
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique a relação de transformação. Em um transformador ideal, a razão entre as tensões é igual à razão entre os números de espiras: Vp/Vs = Np/Ns. Como a relação Np:Ns é 5:1, temos Vp/Vs = 5.
- Substitua o valor conhecido. A tensão no primário é Vp = 120 V, então 120/Vs = 5.
- Isole a tensão do secundário. Vs = 120/5 = 24 V.
- Confira a lógica. Como o primário tem mais espiras, o transformador é abaixador, por isso a tensão do secundário deve ser menor que 120 V, o que confirma o resultado.
- Conclusão: a alternativa correta é a B, 24 V, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas:
- A) 96 V resulta de subtrair 24 de 120, operação que não corresponde à relação de espiras.
- C) 600 V resulta de multiplicar 120 por 5, invertendo a relação do transformador, o que tornaria o secundário mais alto que o primário.
- D) 30 V resulta de dividir 120 por 4, usando um valor de razão que não aparece no enunciado.
- E) 120 V supõe que o transformador não altera a tensão, o que contraria a finalidade do equipamento descrito no texto.
💡 Dica: Calcule a tensão secundária usando a relação de transformação.
Alternativa por alternativa
O aluno subtrai a razão do valor da tensão em vez de dividir, calculando 120 - 24 = 96 V. Ele aplica uma operação aditiva a uma relação que é multiplicativa.
Em um transformador ideal, as tensões são proporcionais ao número de espiras: Vp/Vs = Np/Ns. Como Np/Ns = 5/1 e Vp = 120 V, tem-se 120/Vs = 5. Portanto, Vs = 120/5 = 24 V.
O aluno inverte a relação de transformação e multiplica 120 V por 5, achando que o secundário teria tensão maior. Ele confunde qual enrolamento tem mais espiras e qual tensão deve ser maior.
O aluno divide 120 por 4 porque calcula 5 - 1 = 4 e usa esse valor como razão. Ele interpreta a relação 5:1 de forma incorreta, como se fosse uma diferença entre os números.
O aluno supõe que a tensão permanece a mesma ao passar pelo transformador, como em um circuito simples sem transformação. Ele desconsidera o papel do equipamento de adaptar a tensão.
Raio-X da questão
transformador e tensão
avaliacao
relação de transformação · cálculo de tensões em circuitos
Revisar a relação de transformação em transformadores.
O aluno pode confundir a relação de transformação e aplicar a fórmula de forma incorreta, resultando em um valor de tensão secundária errôneo.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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