Transformador ideal com relação de espiras Np/Ns = 10 tem tensão primária Vp = 230 V (eficaz). Se o secundário…
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
Transformador ideal com relação de espiras Np/Ns = 10 tem tensão primária Vp = 230 V (eficaz). Se o secundário alimenta R = 5,0 O, calcule a corrente no primário Ip e a potência aparente fornecida pelo primário.
- A) P = Vs + Is = 23 + 4,6 = 27,6 W, cálculo incorreto.
- B) Ip = Is · 5,0; uso incorreto da relação de espiras.
- C) Is = 46 A, com a tensão primária em vez da secundária.
- D) Vs = 460 V, baseando-se numa relação de espiras invertida.
- E) Vs = 23 V; Is = 23/5 = 4,6 A; Ip = Is/10 = 0,46 A; P ˜ Vs·Is = 23·4,6 ˜ 105,8 W.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Resolvi sem olhar o gabarito. Para um transformador ideal, a tensão no secundário é Vs = Vp × (Ns/Np). Como Np/Ns = 10, então Ns/Np = 1/10, logo Vs = 230/10 = 23 V. Passo 2: O secundário alimenta R = 5,0 ohms, então a corrente no secundário é Is = Vs/R = 23/5 = 4,6 A. Passo 3: Em um transformador ideal, a potência é conservada, ou seja, Vp × Ip = Vs × Is. Assim, Ip = Vs × Is / Vp = 23 × 4,6 / 230 = 0,46 A. Também é possível usar a relação de correntes: Ip = Is × (Ns/Np) = 4,6/10 = 0,46 A. Passo 4: A potência aparente fornecida pelo primário é S = Vp × Ip = 230 × 0,46 = 105,8 VA, que coincide com Vs × Is = 23 × 4,6 = 105,8 VA. Passo 5: Portanto, a alternativa E está correta e coincide com o gabarito oficial. Única ressalva: a alternativa escreve a unidade em W, mas o correto para potência aparente é VA; como a carga é resistiva, o valor numérico é o mesmo. Passo 6: Por que as outras estão erradas: A soma Vs + Is não tem sentido físico, pois potência é produto de tensão por corrente. B multiplica a corrente pelo valor da resistência, o que não corresponde a nenhuma lei. C usa a tensão primária diretamente no secundário, ignorando a relação de espiras. D inverte a relação de espiras, multiplicando a tensão por 10 em vez de dividir.
💡 Dica: Use a relação de espiras e a Lei de Ohm para resolver.
Alternativa por alternativa
O aluno soma tensão e corrente (23 + 4,6) para obter a potência, quando a potência elétrica é o produto dessas grandezas.
O aluno acredita que a corrente primária é a corrente secundária multiplicada pelo valor da resistência, misturando a Lei de Ohm com a relação de transformação.
Por que engana: Confundir a relação de espiras e aplicar a tensão primária em vez da secundária para calcular a corrente no primário.
O aluno calcula a corrente do secundário dividindo a tensão primária de 230 V pela resistência, ignorando que o secundário tem tensão própria definida pela relação de espiras.
O aluno inverte a relação de espiras e multiplica a tensão primária por 10 para obter a secundária, quando na verdade a tensão secundária deve ser dividida por 10.
Vp/Vs = Np/Ns ? Vs = 230/10 = 23 V. Is = Vs/R = 23/5 = 4,6 A. Ip = Is·(Ns/Np)=Is/10 = 0,46 A. Potência P = Vs·Is ˜105,8 W (transformador ideal).
Raio-X da questão
transformador ideal
avaliacao
cálculo de potência em circuitos · relações de espiras em transformadores
Revisar as leis de transformadores e a Lei de Ohm.
Confundir a relação de espiras e aplicar a tensão primária em vez da secundária para calcular a corrente no primário.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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