Questão 17 — Eletromagnetismo — Transformadores e Relação de Espiras (Física) — Serviço de Seleção do Pessoal da Marinha (SSPM) · Marinha do Brasil 2022

Física Eletromagnetismo — Transformadores e Relação de Espiras

Serviço de Seleção do Pessoal da Marinha (SSPM) 2022 Superior

Marinha do Brasil · Corpo de Engenheiros da Marinha (CP-CEM) — Prova comum a todas as profissões de engenharia · Caderno Amarela

Gabarito disponível

Transformadores são importantes para reduzir ou amplificar a tensão em circuitos ou quadros de distribuição de energia elétrica. Em um determinado quadro de distribuição elétrica, deseja-se reduzir a tensão alternada de 440 V (root mean square - rms) para uma tensão que esteja entre um valor mínimo de 120 V (rms) e um valor máximo de 150 V (rms). Estão à disposição três transformadores TA, TB, TC, cujas razões entre os números de enrolamentos são, respectivamente, 30/60, 60/20 e 60/90. Considere que as perdas no transformador são desprezíveis e que as correntes de magnetização são praticamente nulas. Para que a tensão de saída (rms) esteja dentro da faixa desejada, a tensão alternada de 440 V (rms) deve ser conectada ao enrolamento de:

Selecione uma alternativa A) 60 voltas do transformador B (TB). B) 20 voltas do transformador B (TB). C) 30 voltas do transformador A (TA). D) 90 voltas do transformador C (TC). E) 60 voltas do transformador A (TA).

Resolução comentada

Para reduzir 440 V a 120–150 V, a razão Vs/Vp deve estar entre 0,27 e 0,34.

Vs/Vp = Ns/Np, e o resultado precisa estar entre 120 e 150 V. Ligando a fonte nas 60 voltas de TB (TB tem 60 e 20 espiras), o secundário tem 20 espiras. Então Vs = 440 × 20/60 ≈ 146,7 V, dentro da faixa.

Análise das alternativas

B) Ligar nas 20 voltas de TB dá 440 × 60/20 = 1320 V. C) Ligar nas 30 voltas de TA dá 880 V. D) Ligar nas 90 voltas de TC dá 440 × 60/90 ≈ 293 V. E) Ligar nas 60 voltas de TA dá 220 V. Todos estão fora da faixa.

Referência: Transformador ideal: Vp/Vs = Np/Ns.

Resolução comentada do VaiConcursos.