É possível conectar um eletrodoméstico que suporta uma tensão de 110 V , em uma fonte de 220 V , por meio da utilização de transformadores. O fenômeno por trás do funcionamento desses dispositivos é chamado de autoindução; este fenômeno ocorre com o auxílio de duas bobinas, enroladas em um ímã, próximas entre si, como na imagem do início desta prova. Neste caso, uma delas deverá estar conectada à fonte de tensão a ser transformada e a outra deverá estar conectada ao dispositivo que se deseja utilizar na tensão ajustada. A fem produzida na segunda espira é diretamente proporcional à taxa de variação da corrente que circula na primeira.
Passo 1
Então, a gente tem uma situação onde um eletrodoméstico que funciona com 110 V precisa ser ligado em uma tomada de 220 V. Para isso, vamos usar um transformador, que é um dispositivo que ajusta a tensão elétrica. O assunto aqui é transformadores e autoindução. Vamos precisar entender como os transformadores funcionam, especialmente o papel das bobinas e da indução eletromagnética.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que um transformador é composto por duas bobinas de fio, chamadas de enrolamentos primário e secundário, que estão próximas uma da outra, geralmente enroladas em torno de um núcleo de ferro. Quando a tensão de 220 V é aplicada ao enrolamento primário, uma corrente começa a fluir por ele.
Passo 3
Essa corrente que passa pelo enrolamento primário cria um campo magnético ao seu redor. Como as duas bobinas estão próximas e enroladas no mesmo núcleo, esse campo magnético também passa pelo enrolamento secundário. É aqui que entra o fenômeno da autoindução, ou melhor, a indução mútua entre as bobinas.
Passo 4
A autoindução faz com que uma força eletromotriz (fem) seja gerada no enrolamento secundário. A quantidade de tensão gerada depende da taxa de variação da corrente no primário e do número de espiras em cada bobina. A fórmula que relaciona essas quantidades é:
Onde
é a tensão no secundário,
é a tensão no primário,
é o número de espiras no secundário e
é o número de espiras no primário.
Passo 5
No nosso caso, queremos reduzir a tensão de 220 V para 110 V. Aplicando a fórmula:
Simplificando, temos:
Isso significa que o número de espiras no secundário deve ser metade do número de espiras no primário para que a tensão seja reduzida pela metade.
Passo 6
Portanto, ao conectar o enrolamento primário à fonte de 220 V e o secundário ao eletrodoméstico de 110 V, usando um transformador com a relação adequada de espiras (secundário com metade das espiras do primário), conseguimos ajustar a tensão de forma segura para o aparelho.
Resposta
Sim, utilizando um transformador com o secundário tendo metade das espiras do primário, é possível conectar o eletrodoméstico de 110 V a uma fonte de 220 V de forma segura.