Um transformador é alimentado por uma tensão de 127 Vca / 60 Hz e apresenta no secundário V=12 Vrms. No secundário desse transformador é ligado um retificador de meiaonda (R.M.O) e este alimenta uma carga de 270 Omega. Pede-se:
(a) O desenho esquemático do circuito.
(b) A relação de espiras do transformador.
© O valor da tensão lida em cima da carga por um multímetro em DC (assuma VD desprezível).

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre transformadores e retificadores! Você tem um transformador com uma tensão de entrada de 127 Vca a 60 Hz e uma tensão de saída de 12 Vrms. No secundário desse transformador, temos um retificador de meia-onda ligado a uma carga de 270 Omega. Vamos precisar entender conceitos de transformadores, relações de espiras e como funciona um retificador de meia-onda para resolver as partes (a), (b) e © do exercício.

Passo 2

(a) Desenho esquemático do circuito
Vamos imaginar o circuito:
  1. Transformador: Tem o primário ligado à fonte de 127 Vca e o secundário fornece 12 Vrms.
  2. Retificador de Meia-Onda: No secundário do transformador, conectamos um diodo que permite a passagem apenas de um ciclo da onda senoidal.
  3. Carga: Após o diodo, temos a carga de 270 Omega ligada.
Então, o esquema é assim:
  • Fonte Primária ( 127 Vca) → Transformador → Diodo → Carga ( 270 Omega) → Retorno à Transformador

Passo 3

(b) Relação de Espiras do Transformador
A relação de espiras ( NpNs) de um transformador está relacionada às tensões no primário ( Vp) e no secundário ( Vs) pela fórmula:
NpNs = VpVs
Onde:
  • Vp = 127 V
  • Vs = 12 V
Substituindo os valores:
NpNs = 12712 approx 10,58
Então, a relação de espiras é aproximadamente 10,58:1, ou seja, para cada 10,58 espiras no primário, há 1 espira no secundário.

Passo 4

© Valor da Tensão em DC na Carga
Para calcular a tensão em DC ( VDC) na carga após o retificador de meia-onda, seguimos estes passos:
  1. Encontrar a Tensão de Pico ( Vpico) no Secundário:
A relação entre a tensão RMS ( Vrms) e a tensão de pico em uma onda senoidal é:
Vpico = Vrms times raiz2
Vpico = 12 times 1,414 approx 16,97 V
  1. Calcular a Tensão DC Média para um Retificador de Meia-Onda:
A fórmula para VDC em um retificador de meia-onda é:
VDC = Vpicopi approx 0,318 times Vpico
VDC = 0,318 times 16,97 approx 5,39 V
Então, a tensão lida em DC na carga é aproximadamente 5,39 V.

Resposta

(a) O esquema do circuito consiste em um transformador com o primário ligado a 127 Vca, o secundário de 12 Vrms conectado a um diodo (retificador de meia-onda) e, por fim, à carga de 270 Omega.
(b) A relação de espiras do transformador é aproximadamente 10,58:1.
© A tensão medida em DC na carga é aproximadamente 5,39 V.

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