FísicaENEMBNCC EM13CNT107Difícil⏱ longo

Transformador ideal: N1 = 500 espiras (primário), N2 = 125 espiras (secundário); V1(rms)=240 V a f=50 Hz. 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

Transformador ideal: N1 = 500 espiras (primário), N2 = 125 espiras (secundário); V1(rms)=240 V a f=50 Hz. No secundário há uma carga R = 24 O. Calcule V2(rms) e I2; avalie qualitativamente o que ocorre se o núcleo ferromagnético for substituído por ar e proponha uma medida para reduzir perdas no núcleo.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

V2 = V1·(N2/N1) = 240·(125/500) = 60 V (rms). I2 = V2/R = 60/24 = 2,5 A. Substituir por ar reduz muito o acoplamento magnético e o fluxo F, portanto a tensão induzida no secundário cai e a corrente de magnetização aumenta. Para reduzir perdas no núcleo, usar núcleo ferromagnético laminado de aço-silício (reduz correntes de Foucault e histerese).

Explicação

A relação entre as tensões no primário e no secundário de um transformador ideal é diretamente proporcional ao número de espiras, o que permite calcular V2. A corrente I2 é obtida pela divisão da tensão V2 pela resistência da carga, mostrando a relação entre tensão e corrente em circuitos resistivos. O uso de um núcleo ferromagnético laminado minimiza perdas por correntes de Foucault e histerese, melhorando a eficiência do transformador.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Avaliar

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 Faraday · circuitos elétricos

📚 Reveja

Revisar as propriedades dos transformadores e suas perdas.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a relação entre as tensões e as espiras, aplicando a fórmula de forma incorreta e não considerando a carga no secundário.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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