Física3ª sérieBNCC EM13CNT308Média⏱ longo

Um transformador ideal de oficina tem N1 = 480 espiras no primário ligado a V1 = 240 V (rms) e N2 = 48 espiras…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT308

Investigar e analisar o funcionamento de equipamentos elétricos e/ou eletrônicos e sistemas de automação para compreender as tecnologias contemporâneas e avaliar seus impactos sociais, culturais e ambientais.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Um transformador ideal de oficina tem N1 = 480 espiras no primário ligado a V1 = 240 V (rms) e N2 = 48 espiras no secundário. No secundário liga-se uma resistência R = 12 O. Calcule a corrente no secundário I2 e a corrente no primário I1.

A) I2 = 20 A e I1 = 2,0 A
B) I2 = 0,20 A e I1 = 2,0 A
C) I2 = 2,0 A e I1 = 0,20 A
D) I2 = 4,0 A e I1 = 0,40 A
E) I2 = 2,0 A e I1 = 0,02 A

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Identifique os dados. N1 = 480 espiras, N2 = 48 espiras, V1 = 240 V (rms), R = 12 ohms no secundário. O transformador é ideal, então a potência do primário é igual à do secundário.
Calcule a tensão no secundário pela relação de espiras: V2 = V1 x (N2/N1) = 240 x (48/480) = 240 x 0,1 = 24 V.
Calcule a corrente no secundário pela lei de Ohm: I2 = V2/R = 24/12 = 2,0 A.
Calcule a corrente no primário pela conservação de potência: P2 = V2 x I2 = 24 x 2,0 = 48 W. Como P1 = P2, temos I1 = P1/V1 = 48/240 = 0,20 A. Alternativamente, I1 = I2 x (N2/N1) = 2,0 x 0,1 = 0,20 A, que confirma o resultado.
Conclusão: I2 = 2,0 A e I1 = 0,20 A, o que corresponde à alternativa C, igual ao gabarito oficial.
Por que as outras estão erradas: a A supõe que o secundário recebe os 240 V do primário, ignorando a transformação; a B troca os valores de I1 e I2; a D usa o número de espiras N2 = 48 como se fosse uma tensão de 48 V; a E eleva a relação de espiras ao quadrado na corrente do primário, o que não se aplica a correntes em transformadores.

💡 Dica: Use a relação de transformação e a Lei de Ohm.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno aplicou os 240 V do primário diretamente sobre a resistência de 12 ohms, ignorando que o transformador altera a tensão conforme a relação de espiras. Também não calculou I1 corretamente a partir da potência.

Por que engana: Confundir a relação de espiras e a relação de tensões, resultando em um cálculo incorreto da corrente.

B Erradaerro: Conceitual

O aluno trocou as correntes entre primário e secundário: atribuiu ao secundário a corrente pequena que pertence ao primário e vice-versa. Não percebeu que a corrente do secundário deve ser maior, já que a tensão do secundário é menor.

C Correta

V2 = 240·48/480 = 24 V; I2 = 24/12 = 2,0 A; P2 = 24·2 = 48 W; I1 = P2/240 = 0,20 A.

D Erradaerro: Procedimental

O aluno tomou o número de espiras do secundário (48) como tensão do secundário, obtendo 48 V e I2 = 48/12 = 4,0 A. Depois usou a relação de correntes de forma errada para chegar a I1 = 0,40 A.

E Erradaerro: Procedimental

O aluno calculou I2 corretamente, mas na corrente do primário elevou a relação de espiras ao quadrado (0,1 x 0,1 = 0,01), obtendo I1 = 2,0 x 0,01 = 0,02 A. Confundiu a relação de correntes com a relação de potências ou impedâncias.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

transformador ideal

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

lei de Ohm · transformadores

📚 Reveja

Revisar a relação de transformação e a Lei de Ohm.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação de espiras e a relação de tensões, resultando em um cálculo incorreto da corrente.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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