Um transformador tem 400 espiras no primário e 8 espiras no secundário. (a) Este transformador é de alta ou de baixa? (b) Se o primário for ligado a 120 V médios quadráticos, qual a voltagem, em circuito aberto, no secundário? © Se a corrente no primário for
, qual a corrente no secundário, com a hipótese de a corrente de magnetização ser desprezível e de as perdas de energia serem também desprezíveis?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre transformadores! O enunciado fala de um transformador com 400 espiras no primário e 8 no secundário. Vamos precisar entender como funcionam os transformadores, principalmente como a relação de espiras afeta a voltagem e a corrente. Vamos resolver as três partes: saber se é de alta ou baixa tensão, calcular a voltagem no secundário e descobrir a corrente no secundário.
Passo 2
Primeiro, vamos ver se esse transformador é de alta ou baixa tensão. Isso depende da proporção entre as espiras do primário e do secundário. Se o primário tiver mais espiras que o secundário, o transformador é abaixador de tensão (baixa tensão). Se for o contrário, é elevador de tensão (alta tensão).
Passo 3
No nosso caso, o primário tem 400 espiras e o secundário tem 8 espiras. Como 400 é maior que 8, o transformador reduz a tensão. Portanto, é um transformador de baixa tensão.
Passo 4
Agora, vamos calcular a voltagem no secundário. Usamos a relação de espiras que diz:
Onde
é a tensão primária,
a tensão secundária,
o número de espiras no primário e
no secundário.
Passo 5
Sabemos que
V,
e
. Vamos reorganizar a fórmula para encontrar
:
Passo 6
Por fim, vamos achar a corrente no secundário. Usamos a relação de conservação de energia (assumindo que não há perdas):
Onde
é a corrente primária e
a corrente secundária.
Passo 7
Sabemos que
V,
A e
V. Então:
Resposta
(a) O transformador é de baixa tensão.
(b) A voltagem no secundário é 2,4 V.
© A corrente no secundário é 5 A.
(b) A voltagem no secundário é 2,4 V.
© A corrente no secundário é 5 A.