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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 14º - Capítulo 31.Exercícios - Ex. 34

34 . Partiu Europa! Sua amiga pretende levar um secador de cabelo para a Europa, onde as tomadas elétricas geram uma tensão de 240   V em vez dos 120   V comumente usados no Brasil. O secador gera 1.600   W a 120   V . ( a ) O que você deve fazer para fazer o secador funcionar em 240   V na Europa? ( b ) Qual é a corrente consumida pelo secador na Europa? ( c ) Qual é a resistência que o secador parece ter quando opera a 240   V ?

Passo 1

Um transformador transforma tensões de acordo com a equação 31.35 que é dada por:

V 2 V 1 = N 2 N 1

Essa igualdade vai ser extremamente útil para o nosso exercício.

Também serão bem úteis as equações da resistência efetiva e da potência média mostradas abaixo:

R e f = R ( N 2 / N 1 ) ²         e       P m é d = V q m I q m = ( V q m ) ² R

Prontinho, agora temos todas as ferramentas para resolver esse exercício.

Passo 2

a ) Com V 1 = 240   V e precisando de V 2 = 120   V para que o secador funcione na Europa precisaremos usar um transformador que abaixa a tensão com:

N 2 N 1 = 120   V 240   V = 1 2   ⇒   N 2 = N 1 2

Ou seja, a bobina secundária precisa ter um enrolamento com um número de espiras igual a metade do número de espiras existentes na bobina do primário

Passo 3

b ) O valor da corrente pode ser calculado a partir de P m é d onde V 1 é o valor eficaz no primário:

I 1 = P m é d V 1 = 1600   W 240   V = 6,67   A

Passo 4

c ) Aqui nós queremos a resistência efetiva, mas não temos a resistência R então usando novamente P m é d teremos:

R = V 2 2 P m é d = ( 120   V ) ² 1600   W = 9,0   Ω

Colocando na fórmula da resistência efetiva:

R e f = R ( N 2 / N 1 ) ² = 9,0   Ω ( 1 / 2 ) ² = 36   Ω

Resposta

a )

Explicado acima

b )

I 1 = 6,67   A

c )

R e f = 36   Ω

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