(Dissertativa) Um transformador ideal tem Np = 500 espiras no primário, Ns = 60 espiras no secundário e opera…
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
(Dissertativa) Um transformador ideal tem Np = 500 espiras no primário, Ns = 60 espiras no secundário e opera em 50 Hz. O primário é ligado a 230 V (rms) e alimenta uma carga resistiva Rload = 18 O no secundário. Determine: Vs (rms), Is (rms), Ip (rms) e a amplitude do fluxo magnético F_max no núcleo. Apresente as equações utilizadas e cálculos (use ? = 2pf e V_max = v2·V_rms).
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Relações do transformador ideal: Vp/Vs = Np/Ns e Ip/Is = Ns/Np. Fs: Vs = Vp·(Ns/Np). Substituir: Vs = 230·(60/500) = 230·0,12 = 27,6 V (rms). Corrente no secundário: Is = Vs/Rload = 27,6/18 = 1,533 A (rms). Corrente no primário: Ip = Is·(Ns/Np) = 1,533·0,12 = 0,1840 A (rms). Fluxo magnético: Vp(t)=Np dF/dt ? amplitude Vp_max = Np·?·F_max ? F_max = Vp_max/(Np·?). Calcule Vp_max = v2·230 = 325,27 V; ? = 2p·50 = 314,16 s?¹. Assim F_max = 325,27/(500·314,16) = 325,27/157079,6 ˜ 2,07×10?³ Wb. Verificações de potência: P_out = Vs·Is ˜27,6·1,533 ˜42,3 W ˜ P_in (ideal).
Explicação
As relações do transformador ideal permitem calcular a tensão e corrente no secundário a partir dos dados do primário, utilizando a razão entre o número de espiras. O fluxo magnético é determinado a partir da tensão máxima no primário e do número de espiras, considerando a frequência da fonte. A verificação de potência confirma que a potência de saída é igual à potência de entrada, validando os cálculos realizados.
Raio-X da questão
transformador ideal
avaliacao
circuitos elétricos · lei de Ohm
Revisar as equações de transformadores e suas aplicações.
O aluno pode confundir a relação entre as espiras do transformador e as tensões, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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