Física3ª sérieBNCC EM13CNT107Difícil⏱ longo

Um transformador ideal tem N1 = 200 espiras no primário ligado a V1 = 230 V (f = 50 Hz) e N2 = 1000 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 tem N1 = 200 espiras no primário ligado a V1 = 230 V (f = 50 Hz) e N2 = 1000 espiras no secundário. No secundário alimenta-se um motor que entrega P_mec = 4,00 kW com rendimento ? = 85% e fator de potência cosf = 0,85 (atraso). Calcule: a) V2; b) corrente eficaz no secundário I2; c) módulo da corrente no primário I1 e potência aparente no primário. Apresente cálculos.

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

Resposta esperada

a) V2 = V1·N2/N1 = 230·(1000/200) = 230·5 = 1150 V. b) Potência elétrica fornecida pelo secundário Pe = P_mec/? = 4000/0,85 = 4705,88 W. Potência aparente S2 = Pe/cosf = 4705,88/0,85 = 5542,21 VA ? I2 = S2/V2 = 5542,21/1150 = 4,818 A. c) Em transformador ideal I1/I2 = N2/N1 ? I1 = I2·(N2/N1) = 4,818·5 = 24,09 A. Potência aparente no primário S1 = V1·I1 = 230·24,09 = 5540,7 VA (˜S2).

Explicação

Os cálculos realizados utilizam as relações fundamentais de um transformador ideal, onde a tensão e a corrente nos lados primário e secundário estão relacionadas pelo número de espiras. A potência elétrica é ajustada pelo rendimento e fator de potência, permitindo determinar a corrente no secundário e, em seguida, a corrente no primário através da relação de espiras. A consistência entre as potências aparentes nos dois lados do transformador confirma a precisão dos cálculos.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Criar

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 · cálculo de potência

📚 Reveja

Revisar as fórmulas de potência e transformadores.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a relação entre as espiras e a tensão, aplicando a fórmula de forma incorreta e, assim, errando o cálculo da tensão no secundário.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

Questões parecidas com resolução

Todas as questões de Geradores e Receptores

🔎 Procurar outra questão

Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.

Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog