Um transformador ideal tem Np = 1000 espiras no primário, Ns = 250 espiras no secundário e está ligado a Vp =…
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 tem Np = 1000 espiras no primário, Ns = 250 espiras no secundário e está ligado a Vp = 220 V (rms). Uma lâmpada no secundário consome P = 50,0 W (eficaz). Calcule a corrente eficaz no primário Ip em ampères e indique a relação entre correntes e espiras usada.
- A) Ip = 1 A, porque a tensão do primário é 220 V.
- B) Ip = 0,227 A (aprox.)
- C) Ip = 0,1 A, não considerando a potência no secundário.
- D) Ip = 0,55 A, pois as correntes no primário devem ser sempre maiores.
- E) Ip = 0,909 A, pois é igual à corrente no secundário.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique o tipo de transformador. Np = 1000 espiras e Ns = 250 espiras, então o secundário tem menos espiras e o transformador é abaixador de tensão. Passo 2: Calcule a tensão no secundário pela relação de espiras: Vs = Vp x (Ns/Np) = 220 x (250/1000) = 55 V. Passo 3: Como o transformador é ideal, a potência do primário é igual à do secundário: Pp = Ps = 50 W. Passo 4: Calcule a corrente no primário pela potência: Ip = Pp / Vp = 50 / 220 = 0,227 A (aproximadamente). Passo 5: Confira pela relação de correntes. A corrente no secundário é Is = Ps / Vs = 50 / 55 = 0,909 A. Como Ip/Is = Ns/Np, temos Ip = 0,909 x (250/1000) = 0,227 A, o mesmo resultado. Passo 6: Conclusão: a relação usada é Vp/Vs = Np/Ns = Is/Ip, com Ip = 0,227 A. Por que as outras estão erradas: A confunde a tensão do primário com a corrente; C não usa a potência de 50 W; D inverte a relação, pois em um abaixador a corrente do primário é menor que a do secundário; E ignora que o transformador altera a corrente entre primário e secundário.
💡 Dica: Use a relação de transformação de tensão e corrente em transformadores.
Alternativa por alternativa
O aluno assume que a corrente do primário é igual a 1 A apenas porque a tensão é 220 V, como se houvesse uma relação direta entre o valor da tensão e o da corrente. Não usa a potência nem a relação de espiras.
Vs = Vp·(Ns/Np) = 220·(250/1000)=55,0 V. Is = P/Vs = 50,0/55,0 = 0,909 A. Em transformador ideal Ip/Is = Ns/Np, logo Ip = Is·(Ns/Np)=0,909·(250/1000)=0,227 A.
O aluno descarta a potência de 50 W da lâmpada e obtém um valor sem base no enunciado, sem aplicar Ip = P/Vp ou a relação de espiras corretamente.
O aluno acredita que a corrente do primário deve ser sempre maior que a do secundário, invertendo a relação de transformação. Em um transformador abaixador, a corrente do secundário é maior.
Por que engana: Confundir a relação entre correntes e espiras, aplicando a fórmula incorretamente e não considerando a potência no secundário.
O aluno calcula corretamente a corrente do secundário (0,909 A), mas supõe que ela é igual à do primário. Ele não percebe que o transformador altera a corrente conforme a relação de espiras.
Raio-X da questão
transformador ideal
avaliacao
lei de Ohm · transformadores
Revisar as relações de tensão e corrente em transformadores.
Confundir a relação entre correntes e espiras, aplicando a fórmula incorretamente e não considerando a potência no secundário.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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