Física3ª sérieBNCC EM13CNT107Média⏱ medio

Um transformador ideal tem Np = 1200 espiras no primário e Ns = 300 espiras no secundário. O primário é…

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 tem Np = 1200 espiras no primário e Ns = 300 espiras no secundário. O primário é alimentado por Vp = 230 V (rms) e o secundário alimenta uma carga R = 24,0 O. Calcule a corrente rms no primário (use Vs = Vp·Ns/Np, Is = Vs/R, Ip = Is·Ns/Np).

A) Ip ˜ 0,300 A
B) Ip = 0 A
C) Ip ˜ 2,00 A
D) Ip ˜ 1,20 A
E) Ip ˜ 0,599 A (rms).

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

Calcule a tensão no secundário com Vs = Vp·Ns/Np = 230·300/1200 = 57,5 V. Passo 2: Calcule a corrente no secundário com Is = Vs/R = 57,5/24,0 ≈ 2,40 A. Passo 3: Calcule a corrente no primário com Ip = Is·Ns/Np = 2,40·300/1200 = 2,40/4 ≈ 0,599 A (rms). Passo 4: Conferindo pela potência, num transformador ideal a potência do primário é igual à do secundário: Pp = 230·0,599 ≈ 137,8 W e Ps = 57,5²/24 ≈ 137,8 W, o que confirma o resultado. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A (0,300 A) resulta de aplicar a relação de espiras uma vez a mais, o que não corresponde ao procedimento correto; B (0 A) ignora que a carga consome corrente do secundário, e a corrente refletida no primário não é nula; C (2,00 A) é o valor de corrente do secundário sem aplicar corretamente a relação de espiras ao primário; D (1,20 A) corresponde a uma razão de espiras de 1/2 em vez de 1/4. Passo 6: O gabarito oficial E está correto; a dúvida sobre a aproximação aparece apenas no arredondamento, e o valor exato é 0,599 A.

💡 Dica: Aplique as fórmulas na ordem correta para encontrar a corrente no primário.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

Aplicou a relação de espiras mais de uma vez, dividindo a corrente por um fator extra e chegando a cerca de 0,30 A.

B Erradaerro: Conceitual

Acreditou que, por ser um transformador ideal, a corrente no primário seria nula, confundindo com a ausência de perdas ou com a corrente de magnetização em vazio.

C Erradaerro: Procedimental

Usou a corrente do secundário (cerca de 2,4 A) como se fosse a do primário, ou aplicou a relação de espiras no sentido errado.

D Erradaerro: Procedimentala que mais engana

Errou a razão de espiras, usando um fator de 1/2 em vez de Ns/Np = 1/4 ao converter a corrente do secundário para o primário.

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

E Correta

Vs = 230·(300/1200)=57,5 V; Is = 57,5/24,0 = 2,3958 A; Ip = Is·(300/1200)=2,3958·0,25 ˜ 0,599 A.

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

cálculo de corrente elétrica · transformadores elétricos

📚 Reveja

Revisar as leis dos transformadores e cálculos de corrente e tensão.

⚠️ Erro mais comum

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

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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