Um transformador ideal ligado à rede de 230 V tem Np = 2000 espiras no primário e Ns = 200 espiras 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 ligado à rede de 230 V tem Np = 2000 espiras no primário e Ns = 200 espiras no secundário. Usando Vp/Vs = Np/Ns (tensão em V, N em espiras), qual a tensão RMS no secundário?
- A) 23 V
- B) 2,3 V
- C) 46 V
- D) 2300 V
- E) 115 V
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. A tensão do primário é Vp = 230 V, com Np = 2000 espiras, e o secundário tem Ns = 200 espiras. Queremos Vs.
- Use a relação dada, Vp/Vs = Np/Ns. Isolando Vs, temos Vs = Vp x Ns/Np.
- Substitua os valores: Vs = 230 x 200/2000 = 230 x 0,1 = 23 V.
- Confira pelo raciocínio físico. O secundário tem 10 vezes menos espiras que o primário, então a tensão cai 10 vezes, de 230 V para 23 V. Isso confirma a resposta.
- Por que as outras estão erradas. B (2,3 V) erra a posição da vírgula, pois a razão é 0,1 e não 0,01. C (46 V) divide a tensão por 5, o que não corresponde à razão de espiras. D (2300 V) inverte a razão e multiplica a tensão por 10, o que aumentaria a tensão em um transformador abaixador. E (115 V) divide a tensão pela metade, o que não tem relação com 2000 e 200 espiras.
- Conclusão. A tensão RMS no secundário é 23 V, em concordância com o gabarito oficial.
💡 Dica: Aplique a fórmula do transformador para encontrar Vs.
Alternativa por alternativa
Cálculo direto: Vs = 230·200/2000 = 23 V.
O aluno calcula a razão corretamente como 0,1 mas posiciona a vírgula como se fosse 0,01, obtendo 2,3 V. Pode também ter tratado 200/2000 como 1/100 por engano.
O aluno aplica um fator arbitrário de 1/5 sobre a tensão do primário, talvez por confundir a razão 2000/200 = 10 com outro valor ou por dividir os números de espiras de forma incorreta.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre as espiras e as tensões, aplicando a fórmula de forma incorreta e obtendo um valor errado.
O aluno inverte a razão de espiras, calculando Vs = Vp x Np/Ns = 230 x 10 = 2300 V, como se o transformador elevasse a tensão.
O aluno supõe que a tensão no secundário deve ser metade da tensão da rede, talvez associando 115 V à tensão de tomadas bivolt ou a um divisor simples, sem usar a relação de espiras.
Raio-X da questão
transformador ideal
avaliacao
relação entre tensões e espiras · cálculo de tensão em circuitos
Revisar a relação entre tensões e espiras em transformadores.
O aluno pode confundir a relação entre as espiras e as tensões, aplicando a fórmula de forma incorreta e obtendo um valor errado.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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