Em uma residência, um adaptador de tomada utiliza um transformador para adequar a tensão da rede elétrica à…
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 residência, um adaptador de tomada utiliza um transformador para adequar a tensão da rede elétrica à tensão necessária para carregar um aparelho eletrônico. Nesse dispositivo, o enrolamento primário possui 100 espiras e é ligado a uma tensão alternada de 240 V, enquanto o enrolamento secundário possui 50 espiras. Em um transformador ideal, a razão entre as tensões dos enrolamentos é igual à razão entre o número de espiras: V_s/V_p = N_s/N_p. Transformadores também podem ser usados para elevar ou reduzir tensões em sistemas de transmissão e em equipamentos elétricos. Com base nas informações do texto, qual é a tensão no enrolamento secundário e qual aplicação prática está de acordo com o funcionamento desse transformador?
- A) A tensão no secundário é de 120 V, e o transformador é usado para reduzir a tensão em carregadores.
- B) A tensão no secundário é de 180 V, e o transformador é usado para elevar a tensão em sistemas de transmissão.
- C) A tensão no secundário é de 240 V, e o transformador é usado para elevar a tensão em sistemas de transmissão.
- D) A tensão no secundário é de 480 V, e o transformador é usado para elevar a tensão em sistemas de transmissão.
- E) A tensão no secundário é de 60 V, e o transformador é usado para reduzir a tensão em carregadores.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. O primário tem Np = 100 espiras e tensão Vp = 240 V. O secundário tem Ns = 50 espiras. A tensão Vs é a incógnita.
- Aplique a relação do transformador ideal, Vs/Vp = Ns/Np. Substituindo, Vs/240 = 50/100 = 0,5, portanto Vs = 0,5 x 240 = 120 V.
- Analise a aplicação prática. Como o secundário tem menos espiras que o primário, a tensão cai à metade, ou seja, o transformador reduz a tensão. Isso é coerente com um adaptador de tomada que alimenta um carregador de aparelho eletrônico, que precisa de tensão menor que a da rede.
- Conclusão. A alternativa A está correta, pois o valor de 120 V e a função de redução em carregadores estão ambos de acordo com o funcionamento do transformador descrito. O gabarito oficial está correto.
- Por que as demais estão erradas. B: o valor de 180 V não corresponde à relação de espiras e o transformador reduz, não eleva. C: 240 V ignora a relação de espiras, como se o transformador não alterasse a tensão, e a função de elevação não se aplica. D: 480 V inverte a razão de espiras, e a função de elevação também está incorreta para este dispositivo. E: 60 V divide a tensão por quatro em vez de por dois, embora a função de redução esteja correta.
💡 Dica: Calcule a tensão no secundário usando a relação de espiras.
Alternativa por alternativa
A relação entre as tensões e o número de espiras é V_s/V_p = N_s/N_p. Assim, V_s/240 = 50/100 = 1/2, resultando em V_s = 120 V. Como o secundário possui menos espiras que o primário, o transformador reduz a tensão, característica aproveitada em adaptadores e carregadores de aparelhos eletrônicos.
O aluno provavelmente calculou uma tensão intermediária sem usar corretamente a relação de espiras e associou o transformador à elevação de tensão em sistemas de transmissão, confundindo o sentido da transformação.
O aluno supõe que o secundário mantém os 240 V do primário, como se o transformador não alterasse a tensão, e também associa o dispositivo à elevação de tensão em transmissão.
O aluno inverte a razão de espiras, calculando 240 x (100/50) = 480 V, e conclui que o transformador eleva a tensão, o que contraria o fato de o secundário ter menos espiras.
O aluno acerta o sentido da redução de tensão e a aplicação em carregadores, mas erra o cálculo, dividindo a tensão por quatro em vez de por dois, possivelmente por confundir a razão de espiras com a relação 50/200.
Raio-X da questão
transformador de tensão
avaliacao
relação entre espiras e tensão · lei de Ohm
Revisar a relação entre espiras e tensões em transformadores.
Confundir a relação entre o número de espiras e a tensão, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cotidiano
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