Física1ª sérieBNCC EM13CNT107Média⏱ medio

Um transformador ideal ligado à rede de 230 V tem Np = 2000 espiras no primário e Ns = 200 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

Um transformador ideal ligado à rede de 230 V tem Np = 2000 espiras no primário e Ns = 200 espiras no secundário. Usando Vp/Vs = Np/Ns (tensão em V, N em espiras), qual a tensão RMS no secundário?

A) 23 V
B) 2,3 V
C) 46 V
D) 2300 V
E) 115 V

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Identifique os dados. A tensão do primário é Vp = 230 V, com Np = 2000 espiras, e o secundário tem Ns = 200 espiras. Queremos Vs.
Use a relação dada, Vp/Vs = Np/Ns. Isolando Vs, temos Vs = Vp x Ns/Np.
Substitua os valores: Vs = 230 x 200/2000 = 230 x 0,1 = 23 V.
Confira pelo raciocínio físico. O secundário tem 10 vezes menos espiras que o primário, então a tensão cai 10 vezes, de 230 V para 23 V. Isso confirma a resposta.
Por que as outras estão erradas. B (2,3 V) erra a posição da vírgula, pois a razão é 0,1 e não 0,01. C (46 V) divide a tensão por 5, o que não corresponde à razão de espiras. D (2300 V) inverte a razão e multiplica a tensão por 10, o que aumentaria a tensão em um transformador abaixador. E (115 V) divide a tensão pela metade, o que não tem relação com 2000 e 200 espiras.
Conclusão. A tensão RMS no secundário é 23 V, em concordância com o gabarito oficial.

💡 Dica: Aplique a fórmula do transformador para encontrar Vs.

Alternativa por alternativa

A Correta

Cálculo direto: Vs = 230·200/2000 = 23 V.

B Erradaerro: Atenção

O aluno calcula a razão corretamente como 0,1 mas posiciona a vírgula como se fosse 0,01, obtendo 2,3 V. Pode também ter tratado 200/2000 como 1/100 por engano.

C Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno aplica um fator arbitrário de 1/5 sobre a tensão do primário, talvez por confundir a razão 2000/200 = 10 com outro valor ou por dividir os números de espiras de forma incorreta.

Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre as espiras e as tensões, aplicando a fórmula de forma incorreta e obtendo um valor errado.

D Erradaerro: Procedimental

O aluno inverte a razão de espiras, calculando Vs = Vp x Np/Ns = 230 x 10 = 2300 V, como se o transformador elevasse a tensão.

E Erradaerro: Senso comum

O aluno supõe que a tensão no secundário deve ser metade da tensão da rede, talvez associando 115 V à tensão de tomadas bivolt ou a um divisor simples, sem usar a relação de espiras.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

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

🎯 Conceito central

transformador ideal

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

relação entre tensões e espiras · cálculo de tensão em circuitos

📚 Reveja

Revisar a relação entre tensões e espiras em transformadores.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a relação entre as espiras e as tensões, aplicando a fórmula de forma incorreta e obtendo um valor errado.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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