Um transformador ideal tem Np = 500 espiras e Ns = 200 espiras. O primário é ligado a 230 V RMS (50 Hz). No…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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 = 500 espiras e Ns = 200 espiras. O primário é ligado a 230 V RMS (50 Hz). No secundário está um resistor de carga R = 46,0 O. Calcule V_sec (RMS), I_sec e a potência entregue à carga. Use V_s = V_p·(Ns/Np) e P = V·I.
- A) V_sec = 100 V RMS; I_sec = 1,84 A
- B) V_sec = 70 V RMS; I_sec = 3,00 A
- C) V_sec = 92,0 V RMS; I_sec = 2,00 A; P_load = 184 W.
- D) V_sec = 92 V RMS; I_sec = 0,92 A
- E) V_sec = 115 V RMS; I_sec = 1,50 A
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Np = 500 espiras, Ns = 200 espiras, Vp = 230 V RMS e R = 46,0 ohms. A razão de espiras é Ns/Np = 200/500 = 0,4.
- Calcule a tensão no secundário. Vs = Vp · (Ns/Np) = 230 · 0,4 = 92 V RMS.
- Calcule a corrente no secundário pela Lei de Ohm. Is = Vs/R = 92/46 = 2,00 A.
- Calcule a potência entregue à carga. P = Vs · Is = 92 · 2,00 = 184 W. Como a carga é puramente resistiva e o transformador é ideal, essa potência também é igual à potência no primário.
- Compare com as alternativas. A alternativa C traz exatamente Vs = 92,0 V, Is = 2,00 A e P = 184 W, que são os valores obtidos. Nas demais, a alternativa A tem tensão errada (100 V), a B tem tensão e corrente erradas (70 V e 3,00 A), a D tem a tensão certa mas corrente errada (0,92 A) e a E tem tensão errada (115 V, como se a razão fosse 1:2).
- Conclusão: a alternativa correta é a C, em concordância com o gabarito oficial.
💡 Dica: Aplique a fórmula do transformador e a potência.
Alternativa por alternativa
O aluno arredondou a tensão do secundário para 100 V e, na corrente, usou uma resistência de cerca de 50 ohms em vez de 46 ohms, obtendo 1,84 A. Ele não aplicou corretamente a razão de espiras com os valores do enunciado.
O aluno não aplicou corretamente a razão de espiras (Ns/Np = 0,4) e chegou a 70 V, o que indica um cálculo de tensão incorreto. A corrente de 3,00 A também não decorre de V/R com os dados da questão.
V_s = 230·(200/500)=92,0 V. I_s=V_s/R=92,0/46,0=2,00 A. P=V_s·I_s=92,0·2,00=184 W.
O aluno calculou a tensão corretamente (92 V), mas na corrente dividiu por 100 em vez de 46 ohms, obtendo 0,92 A. Trata-se de erro de leitura ou de digitação do valor da resistência.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre as tensões e as espiras, aplicando a fórmula de forma incorreta e obtendo um valor errado para V_sec.
O aluno tratou a razão de espiras como 1:2, ou seja, supôs que a tensão do secundário seria metade da do primário (115 V). Ele ignorou que o secundário tem menos espiras que o primário na proporção 200/500.
Raio-X da questão
transformador ideal
avaliacao
cálculo de transformadores · circuitos elétricos
Revisar as fórmulas de transformadores e potência elétrica.
O aluno pode confundir a relação entre as tensões e as espiras, aplicando a fórmula de forma incorreta e obtendo um valor errado para V_sec.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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