Projete um transformador ideal que reduza V1(rms)=230 V (f = 60 Hz) para V2(rms)=9,0 V sabendo N1 = 500…
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
Projete um transformador ideal que reduza V1(rms)=230 V (f = 60 Hz) para V2(rms)=9,0 V sabendo N1 = 500 espiras no primário. a) Calcule N2 necessário. b) Calcule o fluxo magnético máximo F_max no núcleo, usando V1_peak = V1(rms)·v2 e a relação V1_peak = N1·?·F_max, com ? = 2pf. Apresente cálculos e unidades.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
a) Relação de transformação ideal: V2/V1 = N2/N1 ? N2 = N1·V2/V1 = 500·(9,0/230) = 19,565 ˜ 20 espiras (arredondar para inteiro de projeto). b) V1_peak = 230·v2 ˜ 325,27 V. ? = 2p·60 ˜ 377,0 rad/s. Usando V1_peak = N1·?·F_max ? F_max = V1_peak/(N1·?) = 325,27/(500·377,0) ˜ 1,7269×10?³ Wb ˜ 1,73×10?³ Wb. Observações: N2 ˜ 20 assegura V2 ˜ 9,0 V rms em transformador ideal. F_max calculado é o fluxo por espira no núcleo; deve ser verificada a saturação do material magnético do núcleo ao projetar fisicamente.
Explicação
A relação de transformação entre as tensões e o número de espiras permite calcular N2, garantindo que a tensão secundária atenda ao valor desejado. O cálculo do fluxo magnético máximo utiliza a relação entre a tensão de pico, o número de espiras e a frequência, permitindo determinar a intensidade do fluxo que o núcleo deve suportar. Esses cálculos são fundamentais para projetar um transformador eficiente e seguro, evitando a saturação do núcleo.
Raio-X da questão
transformador ideal
avaliacao
lei de Faraday · circuitos elétricos
Revisar as fórmulas de transformadores e cálculo de fluxo magnético.
O aluno pode confundir a relação entre as tensões e o número de espiras, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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