Física3ª sérieBNCC EM13CNT107Média⏱ medio

Durante uma aula, o professor demonstra como um transformador funciona. Se um transformador tem 100 espiras no…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT107

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

Durante uma aula, o professor demonstra como um transformador funciona. Se um transformador tem 100 espiras no primário e 50 no secundário, qual a relação de tensão se a tensão primária for 240 V?

A) 120 V
B) 60 V
C) 240 V
D) 480 V
E) 300 V

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Identifique os dados. O primário tem Np = 100 espiras, o secundário tem Ns = 50 espiras e a tensão primária é Vp = 240 V. Pede-se a tensão no secundário, Vs.
Use a relação de transformação ideal, na qual a razão entre as tensões é igual à razão entre os números de espiras: Vs/Vp = Ns/Np.
Substitua os valores: Vs/240 = 50/100 = 1/2.
Isole Vs: Vs = 240 x 1/2 = 120 V. Portanto, a alternativa correta é a A.
Verifique o resultado pela lógica do transformador. O secundário tem menos espiras que o primário, então a tensão diminui (é um transformador abaixador). Assim, 120 V é coerente, e o gabarito oficial está correto.
Por que as outras estão erradas: a B (60 V) usaria a razão ao quadrado, o que não corresponde à relação de tensão; a C (240 V) supõe que a tensão não muda, o que só ocorreria com número de espiras iguais; a D (480 V) inverte a razão, o que elevaria a tensão no secundário, contrário ao que o número de espiras indica; a E (300 V) não corresponde a nenhuma proporção entre as espiras.

💡 Dica: Calcule a relação de tensão usando a fórmula do transformador.

Alternativa por alternativa

A Correta

Correta. A tensão secundária é reduzida pela razão de espiras.

B Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente aplicou a razão de espiras duas vezes, elevando 1/2 ao quadrado (1/4), e obteve 240 x 1/4 = 60 V. A relação de tensão é linear com o número de espiras, sem potência.

C Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno supõe que a tensão se mantém igual entre primário e secundário, como se o transformador apenas transmitisse o valor sem alterá-lo. Ele não relaciona a diferença no número de espiras com a mudança de tensão.

Por que engana: Confundir a relação de espiras e aplicar a tensão primária diretamente sem considerar a proporção correta.

D Erradaerro: Procedimental

O aluno inverte a razão de transformação, calculando Vs = Vp x Np/Ns = 240 x 2 = 480 V. Ele não percebe que o secundário tem menos espiras e, portanto, a tensão deve diminuir.

E Erradaerro: Procedimental

O aluno tenta um cálculo aditivo ou uma proporção sem base na relação de espiras, chegando a 300 V sem justificativa física. Ele não identifica a proporção direta entre tensão e número de espiras.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade dupla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ situacional🧩 progressao

🎯 Conceito central

transformador e tensão

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

relação de espiras · cálculo de tensão

📚 Reveja

Revisar a relação de espiras e tensão em transformadores.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação de espiras e aplicar a tensão primária diretamente sem considerar a proporção correta.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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