Explique por que um transformador ideal não transfere potência contínua. Considere N1 = 500 espiras no…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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
Explique por que um transformador ideal não transfere potência contínua. Considere N1 = 500 espiras no primário e N2 = 100 espiras no secundário; calcule a relação de tensões Vs/Vp e explique qualitativa e quantitativamente o que ocorre quando o primário recebe tensão contínua de 120 V.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Para sinais alternados ideais: Vs = (N2/N1)·Vp = (100/500)·120 V = 24 V (rms se Vp for rms). Um transformador opera por fluxo magnético variável (F), gerando f.e.m. por e = -N dF/dt. Em corrente contínua (CC) dF/dt ? 0 no regime permanente, portanto não há f.e.m. induzida no secundário e não ocorre transferência útil de potência; só há transiente inicial e risco de magnetização/atingir saturação do núcleo e aquecimento se a corrente CC circular.
Explicação
Um transformador depende da variação do fluxo magnético para induzir tensão no secundário, o que não ocorre com corrente contínua, pois o fluxo se torna constante após um breve transiente. Com tensão contínua, não há mudança no fluxo magnético, resultando na ausência de f.e.m. induzida e, consequentemente, na não transferência de potência. Além disso, a aplicação de tensão contínua pode levar à saturação do núcleo, causando aquecimento e possíveis danos ao transformador.
Raio-X da questão
transformador ideal
avaliacao
circuitos elétricos · tensão alternada
Revisar o funcionamento de transformadores e a diferença entre tensão contínua e alternada.
O aluno pode confundir a operação de um transformador ideal com a de um circuito resistivo, acreditando que a potência contínua pode ser transferida da mesma forma que a alternada.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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