Física3ª sérieBNCC EM13CNT308Média⏱ medio

Um transformador ideal tem N1 = 1200 espiras no primário e N2 = 300 no secundário. O primário é ligado a V1 =…

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 tem N1 = 1200 espiras no primário e N2 = 300 no secundário. O primário é ligado a V1 = 230 V. No secundário conecta-se uma resistência R = 5,0 O. Calcule V2, I2, I1 e a potência na carga (use V2 = V1·N2/N1, I2 = V2/R, I1 = I2·N2/N1).

A) V2 = 115 V; I2 = 23 A
B) V2 = 57,5 V; I2 = 11,5 A; I1 = 2,88 A; P_load = 6,61×10² W
C) V2 = 80 V; I2 = 10 A; P_load = 500 W
D) V2 = 60 V; I2 = 20 A
E) V2 = 150 V; I1 = 4 A

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

Resolvi a questão sem usar o gabarito. A relação de transformação é N2/N1 = 300/1200 = 0,25, ou seja, o secundário tem um quarto da tensão do primário. Passo 2: Calculo a tensão no secundário: V2 = V1 · N2/N1 = 230 · 0,25 = 57,5 V. Passo 3: Calculo a corrente na carga: I2 = V2/R = 57,5/5,0 = 11,5 A. Passo 4: Calculo a corrente no primário: I1 = I2 · N2/N1 = 11,5 · 0,25 = 2,875 A, que arredondado fica 2,88 A. Passo 5: Calculo a potência na carga: P = V2 · I2 = 57,5 · 11,5 = 661,25 W, que é 6,61 × 10² W. Passo 6: Comparando com o gabarito oficial, a alternativa B confere com todos os valores que encontrei, então concordo com o gabarito. Passo 7: Por que as outras estão erradas: na A, V2 = 115 V corresponde a dividir 230 por 2, uma razão de transformação que não é a da questão; na C, os valores 80 V, 10 A e 500 W não saem das fórmulas dadas; na D, V2 = 60 V é uma aproximação indevida de 57,5 V e I2 = 20 A não é compatível com V2/R; na E, V2 = 150 V não corresponde a nenhuma relação do enunciado e I1 = 4 A também não bate com I2 · N2/N1.

💡 Dica: Aplique as fórmulas dadas para encontrar as variáveis solicitadas.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno provavelmente inverteu ou simplificou mal a razão de espiras, dividindo a tensão do primário por 2 em vez de por 4, e depois calculou a corrente com esse valor incorreto.

Por que engana: Confundir a relação de espiras e aplicar a fórmula de forma incorreta, resultando em valores errados para V2 e I2.

B Correta

Transformador ideal: V2 = 230·(300/1200)=57,5 V; I2=57,5/5,0=11,5 A; I1=11,5·(300/1200)=2,875˜2,88 A; P=V2·I2=661,25 W.

C Erradaerro: Atenção

O aluno parece ter chutado valores arredondados ou não aplicou a fórmula V2 = V1 · N2/N1, pois 80 V não é compatível com a relação de 1 para 4 e a potência de 500 W não bate com V2 · I2.

D Erradaerro: Procedimental

O aluno arredondou 57,5 V para 60 V e, em seguida, obteve uma corrente de 20 A que não é compatível com V2/R = 60/5 = 12 A, mostrando erro na aplicação da Lei de Ohm no secundário.

E Erradaerro: Conceitual

O aluno pode ter confundido a relação de transformação, aplicando um fator de 150/230 sem base nas espiras, e inverteu a proporção de corrente entre primário e secundário ao obter I1 = 4 A.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Analisar

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

cálculo de tensão em transformadores · cálculo de corrente em circuitos

📚 Reveja

Revisar as leis dos transformadores e cálculos de potência.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação de espiras e aplicar a fórmula de forma incorreta, resultando em valores errados para V2 e I2.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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