Enunciado

A eletricidade é distribuída de uma subestação elétrica para os bairros a 15.000 V. A voltagem oscila a 60 Hz (CA). Os transformadores da vizinhança, vistos nos postes de iluminação, baixam essa voltagem para apenas 120   V , a qual é enviada para sua casa.

  1. Que número de espiras possui a bobina primária do transformador se a bobina secundária tem 100 espiras?
  2. Em um transformador ideal, nenhuma energia é perdida. Neste caso, a potência de saída P s a i d a na bobina secundária é igual à potência de entrada P e n t r a d a na bobina primária. Suponha que um transformador da vizinhança envie 250   A a 120   V . Qual é a corrente na linha de 15.000   V   que inicia na estação?

Passo 1

Faaaaaala, galera... Tranquileba??

A variação do campo magnético dentro do núcleo de ferro é inversamente proporcional ao número de voltas da bobina primária: B ∝ 1 N 1   . (Essa relação é uma consequência da indutância da bobina). De acordo com a lei de Faraday, a fem induzida na bobina secundária é diretamente proporcional ao seu número de espiras: ε s e c u n d a r i a ∝   N 2 . Combinando essas duas proporcionalidades, concluímos que a voltagem secundária de um transformador ideal está relacionada à voltagem primária por:

V 2 = N 2 N 1   V 1

Bora pro próximo item?!

Passo 2

Assim, para a)

Pede-se N 1 , então:

N 1 = V 1 V 2 N 2

Colocando valores:

N 1 = 15.000   V 120   V 100 = 12.500  

Logo possui 12.500 (doze mil e quinhentas) espiras

Passo 3

Para b)

Dado que:

P e n t r a d a = P s a í d a

Logo:

V e n t r a d a I e n t r a d a = V s a í d a I s a í d a

Pede-se I e n t r a d a :

I e n t r a d a = V s a í d a V e n t r a d a I s a í d a

Colocando valores:

I e n t r a d a = 120 V 15.000   250   A

Concluímos que:

I e n t r a d a = 2.0   A

Resposta

Para a)

N 1 = 12.500  

Para b)

I e n t r a d a = 2.0   A

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