Um transformador ideal tem N1 = 200 espiras no primário ligado a V1 = 230 V (f = 50 Hz) e N2 = 1000 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 tem N1 = 200 espiras no primário ligado a V1 = 230 V (f = 50 Hz) e N2 = 1000 espiras no secundário. No secundário alimenta-se um motor que entrega P_mec = 4,00 kW com rendimento ? = 85% e fator de potência cosf = 0,85 (atraso). Calcule: a) V2; b) corrente eficaz no secundário I2; c) módulo da corrente no primário I1 e potência aparente no primário. Apresente cálculos.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
a) V2 = V1·N2/N1 = 230·(1000/200) = 230·5 = 1150 V. b) Potência elétrica fornecida pelo secundário Pe = P_mec/? = 4000/0,85 = 4705,88 W. Potência aparente S2 = Pe/cosf = 4705,88/0,85 = 5542,21 VA ? I2 = S2/V2 = 5542,21/1150 = 4,818 A. c) Em transformador ideal I1/I2 = N2/N1 ? I1 = I2·(N2/N1) = 4,818·5 = 24,09 A. Potência aparente no primário S1 = V1·I1 = 230·24,09 = 5540,7 VA (˜S2).
Explicação
Os cálculos realizados utilizam as relações fundamentais de um transformador ideal, onde a tensão e a corrente nos lados primário e secundário estão relacionadas pelo número de espiras. A potência elétrica é ajustada pelo rendimento e fator de potência, permitindo determinar a corrente no secundário e, em seguida, a corrente no primário através da relação de espiras. A consistência entre as potências aparentes nos dois lados do transformador confirma a precisão dos cálculos.
Raio-X da questão
transformador ideal
avaliacao
lei de Faraday · cálculo de potência
Revisar as fórmulas de potência e transformadores.
O aluno pode confundir a relação entre as espiras e a tensão, aplicando a fórmula de forma incorreta e, assim, errando o cálculo da tensão no secundário.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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