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(OBJETIVA, Dif 2) Um transformador ideal tem N1 = 500 espiras no primário e N2 = 125 espiras no secundário…

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

(OBJETIVA, Dif 2) Um transformador ideal tem N1 = 500 espiras no primário e N2 = 125 espiras no secundário. Aplicando-se U1 = 230 V (CA) ao primário, calcule (a) a tensão efetiva no secundário U2 e (b) a corrente no primário I1 se a carga no secundário absorve I2 = 2,00 A. Use U2=U1·(N2/N1) e conservação de potência P1=P2 (unidades: V, A).

A) U2 = 57,5 V; I1 = 1,00 A
B) U2 = 90 V; I1 = 1,00 A
C) U2 = 57,5 V; I1 = 0,500 A.
D) U2 = 46 V; I1 = 1,15 A
E) U2 = 115 V; I1 = 0,250 A

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Calcule a tensão no secundário pela relação de espiras. U2 = U1 · (N2/N1) = 230 · (125/500) = 230 · 0,25 = 57,5 V.
Calcule a potência no secundário. P2 = U2 · I2 = 57,5 · 2,00 = 115 W.
Como o transformador é ideal, a potência do primário é igual à do secundário (P1 = P2 = 115 W).
Calcule a corrente no primário. I1 = P1/U1 = 115/230 = 0,500 A. Equivalentemente, I1 = I2 · (N2/N1) = 2,00 · 0,25 = 0,500 A, o que confirma o resultado.
Conclusão: U2 = 57,5 V e I1 = 0,500 A, que corresponde à alternativa C, igual ao gabarito oficial.
Por que as outras estão erradas: A tem a tensão correta, mas a corrente I1 = 1,00 A não respeita P1 = P2. B usa uma tensão que não corresponde à razão de espiras de 1/4. D usa uma razão de espiras que não corresponde a 125/500. E usa uma tensão que corresponde a uma razão de 1/2, que não é a dos dados, e uma corrente incompatível com a conservação de potência.

💡 Dica: Aplique as fórmulas de transformador e conservação de potência.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimentala que mais engana

Acertou a tensão no secundário, mas calculou a corrente no primário como 1,00 A, o que dobra o valor correto. Provavelmente aplicou a razão de espiras de forma errada à corrente, sem usar a conservação de potência.

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 errado para U2.

B Erradaerro: Procedimental

Usou uma razão de espiras incorreta para a tensão, chegando a 90 V, que não corresponde a 125/500. Também manteve a corrente de 1,00 A, que não é consistente com P1 = P2.

C Correta

U2=230·(125/500)=230·0,25=57,5 V. P2=U2·I2=57,5·2=115 W ? I1=P2/U1=115/230=0,5 A. Unidades: V e A.

D Erradaerro: Atenção

Simplificou a razão 125/500 de forma errada, como 1/5 ou 0,2, obtendo 46 V, e propagou esse erro para a corrente de 1,15 A. Ele não aplicou a conservação de potência corretamente.

E Erradaerro: Conceitual

Tratou a tensão como se a razão fosse 1/2, obtendo 115 V, e usou uma relação de correntes com fator errado, chegando a 0,250 A. Confundiu a relação de tensão com a de corrente e não verificou a potência.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

Leitura medio

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

transformador ideal · conservação de energia

📚 Reveja

Revisar as fórmulas de transformadores e conservação de potência.

⚠️ 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 errado para U2.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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