Em uma comunidade rural brasileira, um transformador ideal é utilizado para reduzir a tensão de 220 V da rede…
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 brasileira, um transformador ideal é utilizado para reduzir a tensão de 220 V da rede elétrica antes de alimentar equipamentos eletrônicos sensíveis. Esse transformador possui 100 espiras na bobina primária, ligada à rede, e 50 espiras na bobina secundária, ligada aos equipamentos. Em um transformador ideal, a razão entre as tensões é igual à razão entre o número de espiras correspondentes: Vp/Vs = Np/Ns. Com base nas informações do texto, qual é a tensão elétrica fornecida pelo secundário desse transformador?
- A) A tensão no secundário será de 440 V.
- B) A tensão no secundário será de 220 V.
- C) A tensão no secundário será de 55 V.
- D) A tensão no secundário será de 110 V.
- E) A tensão no secundário será de 22 V.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. A tensão do primário é Vp = 220 V, o número de espiras do primário é Np = 100 e o número de espiras do secundário é Ns = 50. A incógnita é a tensão do secundário, Vs.
- Aplique a relação dada no texto para transformadores ideais: Vp/Vs = Np/Ns.
- Substitua os valores: 220/Vs = 100/50.
- Simplifique a razão do lado direito: 100/50 = 2. Logo, 220/Vs = 2.
- Isole Vs: Vs = 220/2 = 110 V. Como o secundário tem menos espiras que o primário, a tensão cai à metade, o que é coerente com a finalidade de reduzir a tensão da rede.
- Análise das alternativas erradas. A alternativa A (440 V) está errada porque aumentaria a tensão, o que contraria a relação de espiras. A alternativa B (220 V) está errada porque o transformador não mantém a tensão igual quando o número de espiras é diferente. A alternativa C (55 V) está errada porque a redução seria de quatro vezes, enquanto a razão de espiras é apenas 2. A alternativa E (22 V) está errada porque usa uma razão de 10, que não corresponde aos dados 100 e 50.
- Conclusão: a alternativa correta é a D, 110 V, que coincide com o gabarito oficial.
💡 Dica: Utilize a fórmula da relação de tensões em transformadores.
Alternativa por alternativa
O aluno inverte a razão de espiras e multiplica 220 por 2 em vez de dividir, obtendo 440 V. Ele não percebe que um secundário com menos espiras reduz a tensão.
O aluno acredita que a tensão se mantém igual entre primário e secundário, como se o transformador apenas transferisse a tensão. Ele ignora que a tensão depende da razão entre os números de espiras.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação de espiras com a tensão de entrada, aplicando a mesma tensão ao secundário sem considerar a proporção.
O aluno calcula 220/4 = 55, usando uma razão de 4 em vez de 2. Provavelmente eleva a razão ao quadrado ou confunde 100/50 com 100/25.
Aplicando a relação Vp/Vs = Np/Ns, tem-se 220/Vs = 100/50 = 2. Portanto, Vs = 220/2 = 110 V. Como o número de espiras do secundário é menor que o do primário, o transformador reduz a tensão.
O aluno usa uma razão de 10 entre as espiras, o que pode surgir de confundir os valores 100 e 50 ou de dividir 220 por 10. O erro está na leitura ou no cálculo da razão de espiras.
Raio-X da questão
transformadores e tensões
avaliacao
relação de espiras em transformadores · cálculo de tensões
Revisar a relação entre espiras e tensões em transformadores.
O aluno pode confundir a relação de espiras com a tensão de entrada, aplicando a mesma tensão ao secundário sem considerar a proporção.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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