Em uma escola pública, os estudantes analisam um transformador ideal usado para adaptar a tensão elétrica…
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
Em uma escola pública, os estudantes analisam um transformador ideal usado para adaptar a tensão elétrica antes de alimentar um equipamento. Esse transformador possui 100 espiras no enrolamento primário e 50 espiras no enrolamento secundário. A tensão aplicada ao primário é de 220 V. Em um transformador ideal, a razão entre as tensões é igual à razão entre os números de espiras correspondentes. Com base nas informações apresentadas, qual é a tensão elétrica no enrolamento secundário desse transformador?
- A) 440 V
- B) 55 V
- C) 110 V
- D) 330 V
- E) 220 V
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados do enunciado. O primário tem Np = 100 espiras, o secundário tem Ns = 50 espiras e a tensão do primário é Vp = 220 V. O transformador é ideal, então vale a relação Vs/Vp = Ns/Np.
- Isole a tensão do secundário: Vs = Vp x (Ns/Np).
- Substitua os valores: Vs = 220 x (50/100) = 220 x 0,5 = 110 V.
- Como o secundário tem metade das espiras do primário, a tensão também cai para a metade, o que confirma o resultado. O transformador é abaixador de tensão.
- Por que as outras estão erradas. A (440 V) inverte a razão e dobra a tensão, o que só ocorreria se o secundário tivesse mais espiras. B (55 V) aplica a razão duas vezes ou usa o quadrado da razão, o que não corresponde à relação de um transformador ideal. D (330 V) soma a tensão do primário com a tensão calculada, em vez de multiplicar. E (220 V) supõe que as tensões são iguais, ignorando a diferença no número de espiras. Resposta: alternativa C, 110 V, que coincide com o gabarito oficial.
💡 Dica: Utilize a fórmula da relação de tensões em transformadores.
Alternativa por alternativa
O aluno inverteu a razão entre as espiras, calculando 220 x (100/50) = 440 V. Ele acredita que o secundário com menos espiras deve ter tensão maior.
O aluno aplicou a razão de espiras de forma incorreta, por exemplo elevando-a ao quadrado (0,5^2 = 0,25, resultando em 55 V) ou dividindo a tensão duas vezes por dois.
Por que engana: Confundir a relação de espiras e aplicar a tensão primária diretamente sem considerar a proporção correta.
Em um transformador ideal, vale a relação Vs/Vp = Ns/Np. Assim, Vs/220 = 50/100 = 1/2. Portanto, Vs = 110 V.
O aluno somou 220 V com 110 V, ou seja, somou a tensão do primário com a tensão correta em vez de multiplicar pela razão de espiras, achando que a tensão aumenta com o acréscimo.
O aluno supôs que a tensão do secundário é igual à do primário, como se o transformador não alterasse a tensão. Ele ignorou a informação sobre o número de espiras.
Raio-X da questão
transformadores e tensões
avaliacao
relação de espiras em transformadores · cálculo de tensões
Revisar a relação entre espiras e tensões em transformadores.
Confundir a relação de espiras e aplicar a tensão primária diretamente sem considerar a proporção correta.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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