Tabela de um transformador: Np=500, Ns=100, Vp=230 V, Vs(medido)=45 V, Ip=0,50 A, Is=2,10 A. Analise os dados…
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
Tabela de um transformador: Np=500, Ns=100, Vp=230 V, Vs(medido)=45 V, Ip=0,50 A, Is=2,10 A. Analise os dados e escolha a afirmação correta.
- A) As correntes correspondem exatamente à relação ideal Is = Ip·(Np/Ns).
- B) Eficiência ˜97% e é step-up.
- C) Vs medido (45 V) é maior que o valor ideal (46 V).
- D) Eficiência ˜82% e o transformador é step-down (correto).
- E) Potência de saída é maior que a entrada, indicando geração de energia.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique a relação de espiras. Np = 500 e Ns = 100, logo Ns/Np = 0,2. Como o secundário tem menos espiras que o primário, o transformador é step-down (abaixa a tensão).
- Calcule a tensão ideal no secundário. Vs ideal = Vp x (Ns/Np) = 230 x 0,2 = 46 V. O valor medido foi 45 V, um pouco abaixo do ideal.
- Calcule a potência de entrada. Pe = Vp x Ip = 230 x 0,50 = 115 W.
- Calcule a potência de saída. Ps = Vs x Is = 45 x 2,10 = 94,5 W.
- Calcule o rendimento. Eficiência = Ps / Pe = 94,5 / 115 = 0,82, ou seja, cerca de 82%. A alternativa D afirma eficiência de aproximadamente 82% e transformador step-down, o que confere com os cálculos. Portanto, D é a correta, coincidindo com o gabarito.
- Por que as outras estão erradas. A: a corrente ideal seria Is = Ip x (Np/Ns) = 0,50 x 5 = 2,5 A, e o valor medido é 2,10 A, então não há correspondência exata. B: a eficiência é de cerca de 82%, não 97%, e o transformador é step-down, não step-up. C: a tensão medida (45 V) é menor que a ideal (46 V), não maior. E: a potência de saída (94,5 W) é menor que a de entrada (115 W); transformador não gera energia, apenas perde parte dela nas perdas internas.
💡 Dica: Verifique a relação entre as tensões e as correntes no transformador.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que a relação ideal se verifica exatamente nos dados, mas não calcula Ip x (Np/Ns), que daria 2,5 A, e não compara com os 2,10 A medidos. Pode ter assumido que a relação de espiras é a mesma para correntes e tensões sem verificar.
O aluno pode ter confundido o sentido da transformação, tomando Ns maior ou menor de forma invertida, e não calculou o rendimento a partir de Ps/Pe, chegando a um valor próximo de 97%.
Por que engana: Confundir a relação de correntes e tensões em transformadores, aplicando a fórmula de forma incorreta.
O aluno calculou a tensão ideal de forma errada (por exemplo, pela razão inversa, obtendo algo menor que 45 V) ou comparou os valores sem atenção à ordem de grandeza, concluindo que 45 V é maior que 46 V.
Correto: Vs_ideal=46 V; Pin=115 W; Pout=94,5 W ? ?˜82% e Ns<Np indica step-down.
O aluno interpretou que, por haver tensão e corrente em dois lados, a potência de saída deveria ser maior, confundindo a idealização do transformador com geração de energia. Também pode ter multiplicado valores de forma incorreta.
Raio-X da questão
transformador elétrico
avaliacao
lei de conservação de energia · cálculo de eficiência
Revisar as leis dos transformadores e suas relações de tensão e corrente.
Confundir a relação de correntes e tensões em transformadores, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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